]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - fs/btrfs/raid56.c
Merge tag 'staging-4.3-rc3' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/gregkh...
[karo-tx-linux.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/vmalloc.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         atomic_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kzalloc(table_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_REPEAT);
222         if (!table) {
223                 table = vzalloc(table_size);
224                 if (!table)
225                         return -ENOMEM;
226         }
227
228         spin_lock_init(&table->cache_lock);
229         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
230
231         h = table->table;
232
233         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
234                 cur = h + i;
235                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
236                 spin_lock_init(&cur->lock);
237                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
238         }
239
240         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
241         if (x)
242                 kvfree(x);
243         return 0;
244 }
245
246 /*
247  * caching an rbio means to copy anything from the
248  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
249  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
250  * to indicate if it has valid data
251  *
252  * once the caching is done, we set the cache ready
253  * bit.
254  */
255 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
256 {
257         int i;
258         char *s;
259         char *d;
260         int ret;
261
262         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
263         if (ret)
264                 return;
265
266         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
267                 if (!rbio->bio_pages[i])
268                         continue;
269
270                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
271                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
272
273                 memcpy(d, s, PAGE_CACHE_SIZE);
274
275                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
276                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
277                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
278         }
279         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
280 }
281
282 /*
283  * we hash on the first logical address of the stripe
284  */
285 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
286 {
287         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
288
289         /*
290          * we shift down quite a bit.  We're using byte
291          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
292          * This tends to upset hash_64, and it consistently
293          * returns just one or two different values.
294          *
295          * shifting off the lower bits fixes things.
296          */
297         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
298 }
299
300 /*
301  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
302  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
303  */
304 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
305 {
306         int i;
307         struct page *s;
308         struct page *d;
309
310         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
311                 return;
312
313         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
314                 s = src->stripe_pages[i];
315                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
316                         continue;
317                 }
318
319                 d = dest->stripe_pages[i];
320                 if (d)
321                         __free_page(d);
322
323                 dest->stripe_pages[i] = s;
324                 src->stripe_pages[i] = NULL;
325         }
326 }
327
328 /*
329  * merging means we take the bio_list from the victim and
330  * splice it into the destination.  The victim should
331  * be discarded afterwards.
332  *
333  * must be called with dest->rbio_list_lock held
334  */
335 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
336                        struct btrfs_raid_bio *victim)
337 {
338         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
339         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
340         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
341         bio_list_init(&victim->bio_list);
342 }
343
344 /*
345  * used to prune items that are in the cache.  The caller
346  * must hold the hash table lock.
347  */
348 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
349 {
350         int bucket = rbio_bucket(rbio);
351         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
352         struct btrfs_stripe_hash *h;
353         int freeit = 0;
354
355         /*
356          * check the bit again under the hash table lock.
357          */
358         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
359                 return;
360
361         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
362         h = table->table + bucket;
363
364         /* hold the lock for the bucket because we may be
365          * removing it from the hash table
366          */
367         spin_lock(&h->lock);
368
369         /*
370          * hold the lock for the bio list because we need
371          * to make sure the bio list is empty
372          */
373         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
374
375         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
376                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
377                 table->cache_size -= 1;
378                 freeit = 1;
379
380                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
381                  * still involved in an IO.  We take it out
382                  * of the cache list, and drop the ref that
383                  * was held for the list.
384                  *
385                  * If the bio_list was empty, we also remove
386                  * the rbio from the hash_table, and drop
387                  * the corresponding ref
388                  */
389                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
390                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
391                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
392                                 atomic_dec(&rbio->refs);
393                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
394                         }
395                 }
396         }
397
398         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
399         spin_unlock(&h->lock);
400
401         if (freeit)
402                 __free_raid_bio(rbio);
403 }
404
405 /*
406  * prune a given rbio from the cache
407  */
408 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
409 {
410         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
411         unsigned long flags;
412
413         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
414                 return;
415
416         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
417
418         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
419         __remove_rbio_from_cache(rbio);
420         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
421 }
422
423 /*
424  * remove everything in the cache
425  */
426 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
427 {
428         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
429         unsigned long flags;
430         struct btrfs_raid_bio *rbio;
431
432         table = info->stripe_hash_table;
433
434         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
435         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
436                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
437                                   struct btrfs_raid_bio,
438                                   stripe_cache);
439                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
440         }
441         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
442 }
443
444 /*
445  * remove all cached entries and free the hash table
446  * used by unmount
447  */
448 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
449 {
450         if (!info->stripe_hash_table)
451                 return;
452         btrfs_clear_rbio_cache(info);
453         kvfree(info->stripe_hash_table);
454         info->stripe_hash_table = NULL;
455 }
456
457 /*
458  * insert an rbio into the stripe cache.  It
459  * must have already been prepared by calling
460  * cache_rbio_pages
461  *
462  * If this rbio was already cached, it gets
463  * moved to the front of the lru.
464  *
465  * If the size of the rbio cache is too big, we
466  * prune an item.
467  */
468 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
469 {
470         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
471         unsigned long flags;
472
473         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
474                 return;
475
476         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
477
478         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
479         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
480
481         /* bump our ref if we were not in the list before */
482         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
483                 atomic_inc(&rbio->refs);
484
485         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
486                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
487         } else {
488                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
489                 table->cache_size += 1;
490         }
491
492         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
493
494         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
495                 struct btrfs_raid_bio *found;
496
497                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
498                                   struct btrfs_raid_bio,
499                                   stripe_cache);
500
501                 if (found != rbio)
502                         __remove_rbio_from_cache(found);
503         }
504
505         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
506         return;
507 }
508
509 /*
510  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
511  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
512  * loop through.
513  */
514 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
515 {
516         int src_off = 0;
517         int xor_src_cnt = 0;
518         void *dest = pages[src_cnt];
519
520         while(src_cnt > 0) {
521                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
522                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
523
524                 src_cnt -= xor_src_cnt;
525                 src_off += xor_src_cnt;
526         }
527 }
528
529 /*
530  * returns true if the bio list inside this rbio
531  * covers an entire stripe (no rmw required).
532  * Must be called with the bio list lock held, or
533  * at a time when you know it is impossible to add
534  * new bios into the list
535  */
536 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
537 {
538         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
539         int ret = 1;
540
541         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
542                 ret = 0;
543
544         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
545         return ret;
546 }
547
548 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
549 {
550         unsigned long flags;
551         int ret;
552
553         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
554         ret = __rbio_is_full(rbio);
555         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
556         return ret;
557 }
558
559 /*
560  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
561  * The merging is safe if the two rbios correspond to
562  * the same stripe and if they are both going in the same
563  * direction (read vs write), and if neither one is
564  * locked for final IO
565  *
566  * The caller is responsible for locking such that
567  * rmw_locked is safe to test
568  */
569 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
570                           struct btrfs_raid_bio *cur)
571 {
572         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
573             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
574                 return 0;
575
576         /*
577          * we can't merge with cached rbios, since the
578          * idea is that when we merge the destination
579          * rbio is going to run our IO for us.  We can
580          * steal from cached rbio's though, other functions
581          * handle that.
582          */
583         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
584             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
585                 return 0;
586
587         if (last->bbio->raid_map[0] !=
588             cur->bbio->raid_map[0])
589                 return 0;
590
591         /* we can't merge with different operations */
592         if (last->operation != cur->operation)
593                 return 0;
594         /*
595          * We've need read the full stripe from the drive.
596          * check and repair the parity and write the new results.
597          *
598          * We're not allowed to add any new bios to the
599          * bio list here, anyone else that wants to
600          * change this stripe needs to do their own rmw.
601          */
602         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
603             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
604                 return 0;
605
606         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
607             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
608                 return 0;
609
610         return 1;
611 }
612
613 /*
614  * helper to index into the pstripe
615  */
616 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
617 {
618         index += (rbio->nr_data * rbio->stripe_len) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
619         return rbio->stripe_pages[index];
620 }
621
622 /*
623  * helper to index into the qstripe, returns null
624  * if there is no qstripe
625  */
626 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
627 {
628         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
629                 return NULL;
630
631         index += ((rbio->nr_data + 1) * rbio->stripe_len) >>
632                 PAGE_CACHE_SHIFT;
633         return rbio->stripe_pages[index];
634 }
635
636 /*
637  * The first stripe in the table for a logical address
638  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
639  *
640  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
641  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
642  * themselves.
643  *
644  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
645  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
646  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
647  *
648  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
649  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
650  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
651  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
652  * 1 is returned
653  *
654  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
655  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
656  * already been freed.
657  */
658 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
659 {
660         int bucket = rbio_bucket(rbio);
661         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
662         struct btrfs_raid_bio *cur;
663         struct btrfs_raid_bio *pending;
664         unsigned long flags;
665         DEFINE_WAIT(wait);
666         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
667         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
668         int ret = 0;
669         int walk = 0;
670
671         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
672         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
673                 walk++;
674                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
675                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
676
677                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
678                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
679                             list_empty(&cur->plug_list) &&
680                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
681                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
682                                 list_del_init(&cur->hash_list);
683                                 atomic_dec(&cur->refs);
684
685                                 steal_rbio(cur, rbio);
686                                 cache_drop = cur;
687                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
688
689                                 goto lockit;
690                         }
691
692                         /* can we merge into the lock owner? */
693                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
694                                 merge_rbio(cur, rbio);
695                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
696                                 freeit = rbio;
697                                 ret = 1;
698                                 goto out;
699                         }
700
701
702                         /*
703                          * we couldn't merge with the running
704                          * rbio, see if we can merge with the
705                          * pending ones.  We don't have to
706                          * check for rmw_locked because there
707                          * is no way they are inside finish_rmw
708                          * right now
709                          */
710                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
711                                             plug_list) {
712                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
713                                         merge_rbio(pending, rbio);
714                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
715                                         freeit = rbio;
716                                         ret = 1;
717                                         goto out;
718                                 }
719                         }
720
721                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
722                          * our rbio will be started with the currently
723                          * running rbio unlocks
724                          */
725                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
726                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
727                         ret = 1;
728                         goto out;
729                 }
730         }
731 lockit:
732         atomic_inc(&rbio->refs);
733         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
734 out:
735         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
736         if (cache_drop)
737                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
738         if (freeit)
739                 __free_raid_bio(freeit);
740         return ret;
741 }
742
743 /*
744  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
745  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
746  */
747 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
748 {
749         int bucket;
750         struct btrfs_stripe_hash *h;
751         unsigned long flags;
752         int keep_cache = 0;
753
754         bucket = rbio_bucket(rbio);
755         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
756
757         if (list_empty(&rbio->plug_list))
758                 cache_rbio(rbio);
759
760         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
761         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
762
763         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
764                 /*
765                  * if we're still cached and there is no other IO
766                  * to perform, just leave this rbio here for others
767                  * to steal from later
768                  */
769                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
770                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
771                         keep_cache = 1;
772                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
773                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
774                         goto done;
775                 }
776
777                 list_del_init(&rbio->hash_list);
778                 atomic_dec(&rbio->refs);
779
780                 /*
781                  * we use the plug list to hold all the rbios
782                  * waiting for the chance to lock this stripe.
783                  * hand the lock over to one of them.
784                  */
785                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
786                         struct btrfs_raid_bio *next;
787                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
788
789                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
790                                           plug_list);
791
792                         list_del_init(&rbio->plug_list);
793
794                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
795                         atomic_inc(&next->refs);
796                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
797                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
798
799                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
800                                 async_read_rebuild(next);
801                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
802                                 steal_rbio(rbio, next);
803                                 async_read_rebuild(next);
804                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
805                                 steal_rbio(rbio, next);
806                                 async_rmw_stripe(next);
807                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
808                                 steal_rbio(rbio, next);
809                                 async_scrub_parity(next);
810                         }
811
812                         goto done_nolock;
813                 } else  if (waitqueue_active(&h->wait)) {
814                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
815                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
816                         wake_up(&h->wait);
817                         goto done_nolock;
818                 }
819         }
820 done:
821         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
822         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
823
824 done_nolock:
825         if (!keep_cache)
826                 remove_rbio_from_cache(rbio);
827 }
828
829 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
830 {
831         int i;
832
833         WARN_ON(atomic_read(&rbio->refs) < 0);
834         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->refs))
835                 return;
836
837         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
838         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
839         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
840
841         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
842                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
843                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
844                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
845                 }
846         }
847
848         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
849         kfree(rbio);
850 }
851
852 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
853 {
854         unlock_stripe(rbio);
855         __free_raid_bio(rbio);
856 }
857
858 /*
859  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
860  * bio_list and calls end_io on them
861  */
862 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err)
863 {
864         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
865         struct bio *next;
866
867         if (rbio->generic_bio_cnt)
868                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
869
870         free_raid_bio(rbio);
871
872         while (cur) {
873                 next = cur->bi_next;
874                 cur->bi_next = NULL;
875                 cur->bi_error = err;
876                 bio_endio(cur);
877                 cur = next;
878         }
879 }
880
881 /*
882  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
883  * get here, we've written a full stripe
884  */
885 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
886 {
887         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
888         int err = bio->bi_error;
889
890         if (err)
891                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
892
893         bio_put(bio);
894
895         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
896                 return;
897
898         err = 0;
899
900         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
901         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
902                 err = -EIO;
903
904         rbio_orig_end_io(rbio, err);
905         return;
906 }
907
908 /*
909  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
910  * any pages it included, and then use the rbio for everything
911  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
912  * and page number in that stripe fall inside the original bio
913  * or the rbio.
914  *
915  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
916  * that are outside the bio_list
917  *
918  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
919  * and the caller must bump refs as required.
920  *
921  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
922  * the answers from this function.
923  */
924 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
925                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
926 {
927         int chunk_page;
928         struct page *p = NULL;
929
930         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
931
932         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
933         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
934         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
935
936         if (p || bio_list_only)
937                 return p;
938
939         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
940 }
941
942 /*
943  * number of pages we need for the entire stripe across all the
944  * drives
945  */
946 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
947 {
948         unsigned long nr = stripe_len * nr_stripes;
949         return DIV_ROUND_UP(nr, PAGE_CACHE_SIZE);
950 }
951
952 /*
953  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
954  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
955  */
956 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_root *root,
957                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
958 {
959         struct btrfs_raid_bio *rbio;
960         int nr_data = 0;
961         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
962         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
963         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
964         void *p;
965
966         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
967                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG / 8),
968                         GFP_NOFS);
969         if (!rbio)
970                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
971
972         bio_list_init(&rbio->bio_list);
973         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
974         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
975         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
976         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
977         rbio->bbio = bbio;
978         rbio->fs_info = root->fs_info;
979         rbio->stripe_len = stripe_len;
980         rbio->nr_pages = num_pages;
981         rbio->real_stripes = real_stripes;
982         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
983         rbio->faila = -1;
984         rbio->failb = -1;
985         atomic_set(&rbio->refs, 1);
986         atomic_set(&rbio->error, 0);
987         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
988
989         /*
990          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
991          * memory we allocated past the end of the rbio
992          */
993         p = rbio + 1;
994         rbio->stripe_pages = p;
995         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
996         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
997
998         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
999                 nr_data = real_stripes - 1;
1000         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1001                 nr_data = real_stripes - 2;
1002         else
1003                 BUG();
1004
1005         rbio->nr_data = nr_data;
1006         return rbio;
1007 }
1008
1009 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1010 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1011 {
1012         int i;
1013         struct page *page;
1014
1015         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1016                 if (rbio->stripe_pages[i])
1017                         continue;
1018                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1019                 if (!page)
1020                         return -ENOMEM;
1021                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1022                 ClearPageUptodate(page);
1023         }
1024         return 0;
1025 }
1026
1027 /* allocate pages for just the p/q stripes */
1028 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1029 {
1030         int i;
1031         struct page *page;
1032
1033         i = (rbio->nr_data * rbio->stripe_len) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1034
1035         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1036                 if (rbio->stripe_pages[i])
1037                         continue;
1038                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1039                 if (!page)
1040                         return -ENOMEM;
1041                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1042         }
1043         return 0;
1044 }
1045
1046 /*
1047  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1048  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1049  * zero if all went well.
1050  */
1051 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1052                             struct bio_list *bio_list,
1053                             struct page *page,
1054                             int stripe_nr,
1055                             unsigned long page_index,
1056                             unsigned long bio_max_len)
1057 {
1058         struct bio *last = bio_list->tail;
1059         u64 last_end = 0;
1060         int ret;
1061         struct bio *bio;
1062         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1063         u64 disk_start;
1064
1065         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1066         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_CACHE_SHIFT);
1067
1068         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1069         if (!stripe->dev->bdev)
1070                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1071
1072         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1073         if (last) {
1074                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1075                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1076
1077                 /*
1078                  * we can't merge these if they are from different
1079                  * devices or if they are not contiguous
1080                  */
1081                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1082                     !last->bi_error &&
1083                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1084                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0);
1085                         if (ret == PAGE_CACHE_SIZE)
1086                                 return 0;
1087                 }
1088         }
1089
1090         /* put a new bio on the list */
1091         bio = btrfs_io_bio_alloc(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1092         if (!bio)
1093                 return -ENOMEM;
1094
1095         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1096         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1097         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1098
1099         bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0);
1100         bio_list_add(bio_list, bio);
1101         return 0;
1102 }
1103
1104 /*
1105  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1106  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1107  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1108  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1109  * after we've reconstructed the failed stripes
1110  */
1111 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1112 {
1113         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1114                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1115                 __raid56_parity_recover(rbio);
1116         } else {
1117                 finish_rmw(rbio);
1118         }
1119 }
1120
1121 /*
1122  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
1123  * the FS sent down to us
1124  */
1125 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe, int page)
1126 {
1127         int index;
1128         index = stripe * (rbio->stripe_len >> PAGE_CACHE_SHIFT);
1129         index += page;
1130         return rbio->stripe_pages[index];
1131 }
1132
1133 /*
1134  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1135  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1136  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1137  * reconstruction.
1138  *
1139  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1140  */
1141 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1142 {
1143         struct bio *bio;
1144         u64 start;
1145         unsigned long stripe_offset;
1146         unsigned long page_index;
1147         struct page *p;
1148         int i;
1149
1150         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1151         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1152                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1153                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1154                 page_index = stripe_offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1155
1156                 for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1157                         p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1158                         rbio->bio_pages[page_index + i] = p;
1159                 }
1160         }
1161         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1162 }
1163
1164 /*
1165  * this is called from one of two situations.  We either
1166  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1167  * the missing bits off disk.
1168  *
1169  * This will calculate the parity and then send down any
1170  * changed blocks.
1171  */
1172 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1173 {
1174         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1175         void *pointers[rbio->real_stripes];
1176         int stripe_len = rbio->stripe_len;
1177         int nr_data = rbio->nr_data;
1178         int stripe;
1179         int pagenr;
1180         int p_stripe = -1;
1181         int q_stripe = -1;
1182         struct bio_list bio_list;
1183         struct bio *bio;
1184         int pages_per_stripe = stripe_len >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1185         int ret;
1186
1187         bio_list_init(&bio_list);
1188
1189         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1190                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1191         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1192                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1193                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1194         } else {
1195                 BUG();
1196         }
1197
1198         /* at this point we either have a full stripe,
1199          * or we've read the full stripe from the drive.
1200          * recalculate the parity and write the new results.
1201          *
1202          * We're not allowed to add any new bios to the
1203          * bio list here, anyone else that wants to
1204          * change this stripe needs to do their own rmw.
1205          */
1206         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1207         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1208         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1209
1210         atomic_set(&rbio->error, 0);
1211
1212         /*
1213          * now that we've set rmw_locked, run through the
1214          * bio list one last time and map the page pointers
1215          *
1216          * We don't cache full rbios because we're assuming
1217          * the higher layers are unlikely to use this area of
1218          * the disk again soon.  If they do use it again,
1219          * hopefully they will send another full bio.
1220          */
1221         index_rbio_pages(rbio);
1222         if (!rbio_is_full(rbio))
1223                 cache_rbio_pages(rbio);
1224         else
1225                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1226
1227         for (pagenr = 0; pagenr < pages_per_stripe; pagenr++) {
1228                 struct page *p;
1229                 /* first collect one page from each data stripe */
1230                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1231                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1232                         pointers[stripe] = kmap(p);
1233                 }
1234
1235                 /* then add the parity stripe */
1236                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1237                 SetPageUptodate(p);
1238                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1239
1240                 if (q_stripe != -1) {
1241
1242                         /*
1243                          * raid6, add the qstripe and call the
1244                          * library function to fill in our p/q
1245                          */
1246                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1247                         SetPageUptodate(p);
1248                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1249
1250                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1251                                                 pointers);
1252                 } else {
1253                         /* raid5 */
1254                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1255                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_CACHE_SIZE);
1256                 }
1257
1258
1259                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1260                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1261         }
1262
1263         /*
1264          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1265          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1266          * everything else.
1267          */
1268         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1269                 for (pagenr = 0; pagenr < pages_per_stripe; pagenr++) {
1270                         struct page *page;
1271                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1272                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1273                                 if (!page)
1274                                         continue;
1275                         } else {
1276                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1277                         }
1278
1279                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1280                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1281                         if (ret)
1282                                 goto cleanup;
1283                 }
1284         }
1285
1286         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1287                 goto write_data;
1288
1289         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1290                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1291                         continue;
1292
1293                 for (pagenr = 0; pagenr < pages_per_stripe; pagenr++) {
1294                         struct page *page;
1295                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1296                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1297                                 if (!page)
1298                                         continue;
1299                         } else {
1300                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1301                         }
1302
1303                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1304                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1305                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1306                         if (ret)
1307                                 goto cleanup;
1308                 }
1309         }
1310
1311 write_data:
1312         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1313         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1314
1315         while (1) {
1316                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1317                 if (!bio)
1318                         break;
1319
1320                 bio->bi_private = rbio;
1321                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1322                 submit_bio(WRITE, bio);
1323         }
1324         return;
1325
1326 cleanup:
1327         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1328 }
1329
1330 /*
1331  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1332  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1333  * so it looks up based on physical sector numbers.
1334  */
1335 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1336                            struct bio *bio)
1337 {
1338         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1339         u64 stripe_start;
1340         int i;
1341         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1342
1343         physical <<= 9;
1344
1345         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1346                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1347                 stripe_start = stripe->physical;
1348                 if (physical >= stripe_start &&
1349                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1350                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1351                         return i;
1352                 }
1353         }
1354         return -1;
1355 }
1356
1357 /*
1358  * helper to find the stripe number for a given
1359  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1360  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1361  */
1362 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1363                                    struct bio *bio)
1364 {
1365         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1366         u64 stripe_start;
1367         int i;
1368
1369         logical <<= 9;
1370
1371         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1372                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1373                 if (logical >= stripe_start &&
1374                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1375                         return i;
1376                 }
1377         }
1378         return -1;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * returns -EIO if we had too many failures
1383  */
1384 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1385 {
1386         unsigned long flags;
1387         int ret = 0;
1388
1389         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1390
1391         /* we already know this stripe is bad, move on */
1392         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1393                 goto out;
1394
1395         if (rbio->faila == -1) {
1396                 /* first failure on this rbio */
1397                 rbio->faila = failed;
1398                 atomic_inc(&rbio->error);
1399         } else if (rbio->failb == -1) {
1400                 /* second failure on this rbio */
1401                 rbio->failb = failed;
1402                 atomic_inc(&rbio->error);
1403         } else {
1404                 ret = -EIO;
1405         }
1406 out:
1407         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1408
1409         return ret;
1410 }
1411
1412 /*
1413  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1414  * bio.
1415  */
1416 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1417                            struct bio *bio)
1418 {
1419         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1420
1421         if (failed < 0)
1422                 return -EIO;
1423
1424         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1425 }
1426
1427 /*
1428  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1429  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1430  */
1431 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1432 {
1433         int i;
1434         struct page *p;
1435
1436         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1437                 p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1438                 SetPageUptodate(p);
1439         }
1440 }
1441
1442 /*
1443  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1444  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1445  * stripe.
1446  *
1447  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1448  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1449  */
1450 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1451 {
1452         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1453
1454         if (bio->bi_error)
1455                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1456         else
1457                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1458
1459         bio_put(bio);
1460
1461         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1462                 return;
1463
1464         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1465                 goto cleanup;
1466
1467         /*
1468          * this will normally call finish_rmw to start our write
1469          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1470          * from parity first
1471          */
1472         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1473         return;
1474
1475 cleanup:
1476
1477         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1478 }
1479
1480 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1481 {
1482         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1483                         rmw_work, NULL, NULL);
1484
1485         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1486                          &rbio->work);
1487 }
1488
1489 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1490 {
1491         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1492                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1493
1494         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1495                          &rbio->work);
1496 }
1497
1498 /*
1499  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1500  * unlock after all the writes are done
1501  */
1502 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1503 {
1504         int bios_to_read = 0;
1505         struct bio_list bio_list;
1506         int ret;
1507         int nr_pages = DIV_ROUND_UP(rbio->stripe_len, PAGE_CACHE_SIZE);
1508         int pagenr;
1509         int stripe;
1510         struct bio *bio;
1511
1512         bio_list_init(&bio_list);
1513
1514         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1515         if (ret)
1516                 goto cleanup;
1517
1518         index_rbio_pages(rbio);
1519
1520         atomic_set(&rbio->error, 0);
1521         /*
1522          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1523          * stripe
1524          */
1525         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1526                 for (pagenr = 0; pagenr < nr_pages; pagenr++) {
1527                         struct page *page;
1528                         /*
1529                          * we want to find all the pages missing from
1530                          * the rbio and read them from the disk.  If
1531                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1532                          * we don't need to read it off the stripe.
1533                          */
1534                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1535                         if (page)
1536                                 continue;
1537
1538                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1539                         /*
1540                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1541                          * page.  If so, be happy and use it
1542                          */
1543                         if (PageUptodate(page))
1544                                 continue;
1545
1546                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1547                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1548                         if (ret)
1549                                 goto cleanup;
1550                 }
1551         }
1552
1553         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1554         if (!bios_to_read) {
1555                 /*
1556                  * this can happen if others have merged with
1557                  * us, it means there is nothing left to read.
1558                  * But if there are missing devices it may not be
1559                  * safe to do the full stripe write yet.
1560                  */
1561                 goto finish;
1562         }
1563
1564         /*
1565          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1566          * not to touch it after that
1567          */
1568         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1569         while (1) {
1570                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1571                 if (!bio)
1572                         break;
1573
1574                 bio->bi_private = rbio;
1575                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1576
1577                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
1578                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1579
1580                 submit_bio(READ, bio);
1581         }
1582         /* the actual write will happen once the reads are done */
1583         return 0;
1584
1585 cleanup:
1586         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
1587         return -EIO;
1588
1589 finish:
1590         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1591         return 0;
1592 }
1593
1594 /*
1595  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1596  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1597  */
1598 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1599 {
1600         int ret;
1601
1602         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1603         if (ret) {
1604                 __free_raid_bio(rbio);
1605                 return ret;
1606         }
1607
1608         ret = lock_stripe_add(rbio);
1609         if (ret == 0)
1610                 finish_rmw(rbio);
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1616  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1617  * rbio before calculating new parity
1618  */
1619 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1620 {
1621         int ret;
1622
1623         ret = lock_stripe_add(rbio);
1624         if (ret == 0)
1625                 async_rmw_stripe(rbio);
1626         return 0;
1627 }
1628
1629 /*
1630  * sometimes while we were reading from the drive to
1631  * recalculate parity, enough new bios come into create
1632  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1633  * go directly to finish_rmw
1634  */
1635 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1636 {
1637         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1638         if (!rbio_is_full(rbio))
1639                 return partial_stripe_write(rbio);
1640         return full_stripe_write(rbio);
1641 }
1642
1643 /*
1644  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1645  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1646  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1647  * we sort the list by logical block number and merge
1648  * everything we can into the same rbios
1649  */
1650 struct btrfs_plug_cb {
1651         struct blk_plug_cb cb;
1652         struct btrfs_fs_info *info;
1653         struct list_head rbio_list;
1654         struct btrfs_work work;
1655 };
1656
1657 /*
1658  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1659  */
1660 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1661 {
1662         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1663                                                  plug_list);
1664         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1665                                                  plug_list);
1666         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1667         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1668
1669         if (a_sector < b_sector)
1670                 return -1;
1671         if (a_sector > b_sector)
1672                 return 1;
1673         return 0;
1674 }
1675
1676 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1677 {
1678         struct btrfs_raid_bio *cur;
1679         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1680
1681         /*
1682          * sort our plug list then try to merge
1683          * everything we can in hopes of creating full
1684          * stripes.
1685          */
1686         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1687         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1688                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1689                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1690                 list_del_init(&cur->plug_list);
1691
1692                 if (rbio_is_full(cur)) {
1693                         /* we have a full stripe, send it down */
1694                         full_stripe_write(cur);
1695                         continue;
1696                 }
1697                 if (last) {
1698                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1699                                 merge_rbio(last, cur);
1700                                 __free_raid_bio(cur);
1701                                 continue;
1702
1703                         }
1704                         __raid56_parity_write(last);
1705                 }
1706                 last = cur;
1707         }
1708         if (last) {
1709                 __raid56_parity_write(last);
1710         }
1711         kfree(plug);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1716  * work off to a helper thread
1717  */
1718 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1719 {
1720         struct btrfs_plug_cb *plug;
1721         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1722         run_plug(plug);
1723 }
1724
1725 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1726 {
1727         struct btrfs_plug_cb *plug;
1728         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1729
1730         if (from_schedule) {
1731                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1732                                 unplug_work, NULL, NULL);
1733                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1734                                  &plug->work);
1735                 return;
1736         }
1737         run_plug(plug);
1738 }
1739
1740 /*
1741  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1742  */
1743 int raid56_parity_write(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
1744                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1745 {
1746         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1747         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1748         struct blk_plug_cb *cb;
1749         int ret;
1750
1751         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
1752         if (IS_ERR(rbio)) {
1753                 btrfs_put_bbio(bbio);
1754                 return PTR_ERR(rbio);
1755         }
1756         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1757         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1758         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1759
1760         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
1761         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1762
1763         /*
1764          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1765          * as quickly as we can
1766          */
1767         if (rbio_is_full(rbio)) {
1768                 ret = full_stripe_write(rbio);
1769                 if (ret)
1770                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1771                 return ret;
1772         }
1773
1774         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, root->fs_info,
1775                                sizeof(*plug));
1776         if (cb) {
1777                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1778                 if (!plug->info) {
1779                         plug->info = root->fs_info;
1780                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1781                 }
1782                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1783                 ret = 0;
1784         } else {
1785                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1786                 if (ret)
1787                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1788         }
1789         return ret;
1790 }
1791
1792 /*
1793  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1794  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1795  * sorting the good from the bad.
1796  */
1797 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1798 {
1799         int pagenr, stripe;
1800         void **pointers;
1801         int faila = -1, failb = -1;
1802         int nr_pages = DIV_ROUND_UP(rbio->stripe_len, PAGE_CACHE_SIZE);
1803         struct page *page;
1804         int err;
1805         int i;
1806
1807         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1808         if (!pointers) {
1809                 err = -ENOMEM;
1810                 goto cleanup_io;
1811         }
1812
1813         faila = rbio->faila;
1814         failb = rbio->failb;
1815
1816         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1817             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1818                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1819                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1820                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1821         }
1822
1823         index_rbio_pages(rbio);
1824
1825         for (pagenr = 0; pagenr < nr_pages; pagenr++) {
1826                 /*
1827                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1828                  * which we have data when doing parity scrub.
1829                  */
1830                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1831                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1832                         continue;
1833
1834                 /* setup our array of pointers with pages
1835                  * from each stripe
1836                  */
1837                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1838                         /*
1839                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1840                          * pages from the bio list
1841                          */
1842                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1843                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1844                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1845                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1846                         } else {
1847                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1848                         }
1849                         pointers[stripe] = kmap(page);
1850                 }
1851
1852                 /* all raid6 handling here */
1853                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1854                         /*
1855                          * single failure, rebuild from parity raid5
1856                          * style
1857                          */
1858                         if (failb < 0) {
1859                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1860                                         /*
1861                                          * Just the P stripe has failed, without
1862                                          * a bad data or Q stripe.
1863                                          * TODO, we should redo the xor here.
1864                                          */
1865                                         err = -EIO;
1866                                         goto cleanup;
1867                                 }
1868                                 /*
1869                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1870                                  * in the pstripe code below
1871                                  */
1872                                 goto pstripe;
1873                         }
1874
1875                         /* make sure our ps and qs are in order */
1876                         if (faila > failb) {
1877                                 int tmp = failb;
1878                                 failb = faila;
1879                                 faila = tmp;
1880                         }
1881
1882                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1883                          * from the xors.
1884                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1885                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1886                          * data they want
1887                          */
1888                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1889                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1890                                     RAID5_P_STRIPE) {
1891                                         err = -EIO;
1892                                         goto cleanup;
1893                                 }
1894                                 /*
1895                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1896                                  * a good P stripe.  raid5!
1897                                  */
1898                                 goto pstripe;
1899                         }
1900
1901                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1902                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1903                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1904                         } else {
1905                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1906                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1907                                                   pointers);
1908                         }
1909                 } else {
1910                         void *p;
1911
1912                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1913                         BUG_ON(failb != -1);
1914 pstripe:
1915                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1916                         memcpy(pointers[faila],
1917                                pointers[rbio->nr_data],
1918                                PAGE_CACHE_SIZE);
1919
1920                         /* rearrange the pointer array */
1921                         p = pointers[faila];
1922                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1923                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1924                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1925
1926                         /* xor in the rest */
1927                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_CACHE_SIZE);
1928                 }
1929                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1930                  * and set all of our private rbio pages in the
1931                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1932                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1933                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1934                  */
1935                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1936                         for (i = 0;  i < nr_pages; i++) {
1937                                 if (faila != -1) {
1938                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1939                                         SetPageUptodate(page);
1940                                 }
1941                                 if (failb != -1) {
1942                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1943                                         SetPageUptodate(page);
1944                                 }
1945                         }
1946                 }
1947                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1948                         /*
1949                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1950                          * pages from the bio list
1951                          */
1952                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1953                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1954                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1955                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1956                         } else {
1957                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1958                         }
1959                         kunmap(page);
1960                 }
1961         }
1962
1963         err = 0;
1964 cleanup:
1965         kfree(pointers);
1966
1967 cleanup_io:
1968         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1969                 if (err == 0)
1970                         cache_rbio_pages(rbio);
1971                 else
1972                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1973
1974                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1975         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1976                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1977         } else if (err == 0) {
1978                 rbio->faila = -1;
1979                 rbio->failb = -1;
1980
1981                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1982                         finish_rmw(rbio);
1983                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1984                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1985                 else
1986                         BUG();
1987         } else {
1988                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1989         }
1990 }
1991
1992 /*
1993  * This is called only for stripes we've read from disk to
1994  * reconstruct the parity.
1995  */
1996 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1997 {
1998         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1999
2000         /*
2001          * we only read stripe pages off the disk, set them
2002          * up to date if there were no errors
2003          */
2004         if (bio->bi_error)
2005                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2006         else
2007                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2008         bio_put(bio);
2009
2010         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2011                 return;
2012
2013         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2014                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2015         else
2016                 __raid_recover_end_io(rbio);
2017 }
2018
2019 /*
2020  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2021  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2022  * when the IO is done.
2023  *
2024  * This is used both for reads from the higher layers and for
2025  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2026  */
2027 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2028 {
2029         int bios_to_read = 0;
2030         struct bio_list bio_list;
2031         int ret;
2032         int nr_pages = DIV_ROUND_UP(rbio->stripe_len, PAGE_CACHE_SIZE);
2033         int pagenr;
2034         int stripe;
2035         struct bio *bio;
2036
2037         bio_list_init(&bio_list);
2038
2039         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2040         if (ret)
2041                 goto cleanup;
2042
2043         atomic_set(&rbio->error, 0);
2044
2045         /*
2046          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2047          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2048          * pages are going to be uptodate.
2049          */
2050         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2051                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2052                         atomic_inc(&rbio->error);
2053                         continue;
2054                 }
2055
2056                 for (pagenr = 0; pagenr < nr_pages; pagenr++) {
2057                         struct page *p;
2058
2059                         /*
2060                          * the rmw code may have already read this
2061                          * page in
2062                          */
2063                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2064                         if (PageUptodate(p))
2065                                 continue;
2066
2067                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2068                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2069                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2070                         if (ret < 0)
2071                                 goto cleanup;
2072                 }
2073         }
2074
2075         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2076         if (!bios_to_read) {
2077                 /*
2078                  * we might have no bios to read just because the pages
2079                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2080                  * the devices were gone.
2081                  */
2082                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2083                         __raid_recover_end_io(rbio);
2084                         goto out;
2085                 } else {
2086                         goto cleanup;
2087                 }
2088         }
2089
2090         /*
2091          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2092          * not to touch it after that
2093          */
2094         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2095         while (1) {
2096                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2097                 if (!bio)
2098                         break;
2099
2100                 bio->bi_private = rbio;
2101                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2102
2103                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2104                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2105
2106                 submit_bio(READ, bio);
2107         }
2108 out:
2109         return 0;
2110
2111 cleanup:
2112         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2113             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2114                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2115         return -EIO;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2120  * is really only called when the normal read path had a failure,
2121  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2122  * of the drive.
2123  */
2124 int raid56_parity_recover(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2125                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2126                           int mirror_num, int generic_io)
2127 {
2128         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2129         int ret;
2130
2131         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2132         if (IS_ERR(rbio)) {
2133                 if (generic_io)
2134                         btrfs_put_bbio(bbio);
2135                 return PTR_ERR(rbio);
2136         }
2137
2138         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2139         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2140         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2141
2142         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2143         if (rbio->faila == -1) {
2144                 BUG();
2145                 if (generic_io)
2146                         btrfs_put_bbio(bbio);
2147                 kfree(rbio);
2148                 return -EIO;
2149         }
2150
2151         if (generic_io) {
2152                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
2153                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2154         } else {
2155                 btrfs_get_bbio(bbio);
2156         }
2157
2158         /*
2159          * reconstruct from the q stripe if they are
2160          * asking for mirror 3
2161          */
2162         if (mirror_num == 3)
2163                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2164
2165         ret = lock_stripe_add(rbio);
2166
2167         /*
2168          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2169          * any errors it hits.  We don't want to return
2170          * its error value up the stack because our caller
2171          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2172          * return
2173          */
2174         if (ret == 0)
2175                 __raid56_parity_recover(rbio);
2176         /*
2177          * our rbio has been added to the list of
2178          * rbios that will be handled after the
2179          * currently lock owner is done
2180          */
2181         return 0;
2182
2183 }
2184
2185 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2186 {
2187         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2188
2189         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2190         raid56_rmw_stripe(rbio);
2191 }
2192
2193 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2194 {
2195         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2196
2197         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2198         __raid56_parity_recover(rbio);
2199 }
2200
2201 /*
2202  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2203  *
2204  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2205  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2206  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2207  */
2208
2209 struct btrfs_raid_bio *
2210 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2211                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2212                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2213                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2214 {
2215         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2216         int i;
2217
2218         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2219         if (IS_ERR(rbio))
2220                 return NULL;
2221         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2222         /*
2223          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2224          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2225          */
2226         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2227         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2228
2229         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2230                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2231                         rbio->scrubp = i;
2232                         break;
2233                 }
2234         }
2235
2236         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2237         ASSERT(root->sectorsize == PAGE_SIZE);
2238         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2239         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2240
2241         return rbio;
2242 }
2243
2244 /* Used for both parity scrub and missing. */
2245 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2246                             u64 logical)
2247 {
2248         int stripe_offset;
2249         int index;
2250
2251         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2252         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2253                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2254         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2255         index = stripe_offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2256         rbio->bio_pages[index] = page;
2257 }
2258
2259 /*
2260  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2261  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2262  */
2263 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2264 {
2265         int i;
2266         int bit;
2267         int index;
2268         struct page *page;
2269
2270         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2271                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2272                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2273                         if (rbio->stripe_pages[index])
2274                                 continue;
2275
2276                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2277                         if (!page)
2278                                 return -ENOMEM;
2279                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2280                         ClearPageUptodate(page);
2281                 }
2282         }
2283         return 0;
2284 }
2285
2286 /*
2287  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
2288  * get here, we've written a full stripe
2289  */
2290 static void raid_write_parity_end_io(struct bio *bio)
2291 {
2292         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2293         int err = bio->bi_error;
2294
2295         if (bio->bi_error)
2296                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2297
2298         bio_put(bio);
2299
2300         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2301                 return;
2302
2303         err = 0;
2304
2305         if (atomic_read(&rbio->error))
2306                 err = -EIO;
2307
2308         rbio_orig_end_io(rbio, err);
2309 }
2310
2311 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2312                                          int need_check)
2313 {
2314         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2315         void *pointers[rbio->real_stripes];
2316         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2317         int nr_data = rbio->nr_data;
2318         int stripe;
2319         int pagenr;
2320         int p_stripe = -1;
2321         int q_stripe = -1;
2322         struct page *p_page = NULL;
2323         struct page *q_page = NULL;
2324         struct bio_list bio_list;
2325         struct bio *bio;
2326         int is_replace = 0;
2327         int ret;
2328
2329         bio_list_init(&bio_list);
2330
2331         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2332                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2333         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2334                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2335                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2336         } else {
2337                 BUG();
2338         }
2339
2340         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2341                 is_replace = 1;
2342                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2343         }
2344
2345         /*
2346          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2347          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2348          * it.
2349          */
2350         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2351
2352         if (!need_check)
2353                 goto writeback;
2354
2355         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2356         if (!p_page)
2357                 goto cleanup;
2358         SetPageUptodate(p_page);
2359
2360         if (q_stripe != -1) {
2361                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2362                 if (!q_page) {
2363                         __free_page(p_page);
2364                         goto cleanup;
2365                 }
2366                 SetPageUptodate(q_page);
2367         }
2368
2369         atomic_set(&rbio->error, 0);
2370
2371         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2372                 struct page *p;
2373                 void *parity;
2374                 /* first collect one page from each data stripe */
2375                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2376                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2377                         pointers[stripe] = kmap(p);
2378                 }
2379
2380                 /* then add the parity stripe */
2381                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2382
2383                 if (q_stripe != -1) {
2384
2385                         /*
2386                          * raid6, add the qstripe and call the
2387                          * library function to fill in our p/q
2388                          */
2389                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2390
2391                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2392                                                 pointers);
2393                 } else {
2394                         /* raid5 */
2395                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2396                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_CACHE_SIZE);
2397                 }
2398
2399                 /* Check scrubbing pairty and repair it */
2400                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2401                 parity = kmap(p);
2402                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_CACHE_SIZE))
2403                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_CACHE_SIZE);
2404                 else
2405                         /* Parity is right, needn't writeback */
2406                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2407                 kunmap(p);
2408
2409                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2410                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2411         }
2412
2413         __free_page(p_page);
2414         if (q_page)
2415                 __free_page(q_page);
2416
2417 writeback:
2418         /*
2419          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2420          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2421          * everything else.
2422          */
2423         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2424                 struct page *page;
2425
2426                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2427                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2428                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2429                 if (ret)
2430                         goto cleanup;
2431         }
2432
2433         if (!is_replace)
2434                 goto submit_write;
2435
2436         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2437                 struct page *page;
2438
2439                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2440                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2441                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2442                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2443                 if (ret)
2444                         goto cleanup;
2445         }
2446
2447 submit_write:
2448         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2449         if (!nr_data) {
2450                 /* Every parity is right */
2451                 rbio_orig_end_io(rbio, 0);
2452                 return;
2453         }
2454
2455         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2456
2457         while (1) {
2458                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2459                 if (!bio)
2460                         break;
2461
2462                 bio->bi_private = rbio;
2463                 bio->bi_end_io = raid_write_parity_end_io;
2464                 submit_bio(WRITE, bio);
2465         }
2466         return;
2467
2468 cleanup:
2469         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2470 }
2471
2472 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2473 {
2474         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2475                 return 1;
2476         return 0;
2477 }
2478
2479 /*
2480  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2481  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2482  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2483  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2484  * stripes
2485  */
2486 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2487 {
2488         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2489                 goto cleanup;
2490
2491         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2492                 int dfail = 0, failp = -1;
2493
2494                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2495                         dfail++;
2496                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2497                         failp = rbio->faila;
2498
2499                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2500                         dfail++;
2501                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2502                         failp = rbio->failb;
2503
2504                 /*
2505                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2506                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2507                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2508                  */
2509                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2510                         goto cleanup;
2511
2512                 /*
2513                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2514                  * repair the parity.
2515                  */
2516                 if (dfail == 0) {
2517                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2518                         return;
2519                 }
2520
2521                 /*
2522                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2523                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2524                  * is scrubbing parity, luckly, use the other one to repair
2525                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2526                  */
2527                 if (failp != rbio->scrubp)
2528                         goto cleanup;
2529
2530                 __raid_recover_end_io(rbio);
2531         } else {
2532                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2533         }
2534         return;
2535
2536 cleanup:
2537         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2538 }
2539
2540 /*
2541  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2542  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2543  * stripe.
2544  *
2545  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2546  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2547  */
2548 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2549 {
2550         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2551
2552         if (bio->bi_error)
2553                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2554         else
2555                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2556
2557         bio_put(bio);
2558
2559         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2560                 return;
2561
2562         /*
2563          * this will normally call finish_rmw to start our write
2564          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2565          * from parity first
2566          */
2567         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2568 }
2569
2570 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2571 {
2572         int bios_to_read = 0;
2573         struct bio_list bio_list;
2574         int ret;
2575         int pagenr;
2576         int stripe;
2577         struct bio *bio;
2578
2579         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2580         if (ret)
2581                 goto cleanup;
2582
2583         bio_list_init(&bio_list);
2584
2585         atomic_set(&rbio->error, 0);
2586         /*
2587          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2588          * stripe
2589          */
2590         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2591                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2592                         struct page *page;
2593                         /*
2594                          * we want to find all the pages missing from
2595                          * the rbio and read them from the disk.  If
2596                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2597                          * we don't need to read it off the stripe.
2598                          */
2599                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2600                         if (page)
2601                                 continue;
2602
2603                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2604                         /*
2605                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2606                          * page.  If so, be happy and use it
2607                          */
2608                         if (PageUptodate(page))
2609                                 continue;
2610
2611                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2612                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2613                         if (ret)
2614                                 goto cleanup;
2615                 }
2616         }
2617
2618         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2619         if (!bios_to_read) {
2620                 /*
2621                  * this can happen if others have merged with
2622                  * us, it means there is nothing left to read.
2623                  * But if there are missing devices it may not be
2624                  * safe to do the full stripe write yet.
2625                  */
2626                 goto finish;
2627         }
2628
2629         /*
2630          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2631          * not to touch it after that
2632          */
2633         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2634         while (1) {
2635                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2636                 if (!bio)
2637                         break;
2638
2639                 bio->bi_private = rbio;
2640                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2641
2642                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2643                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2644
2645                 submit_bio(READ, bio);
2646         }
2647         /* the actual write will happen once the reads are done */
2648         return;
2649
2650 cleanup:
2651         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO);
2652         return;
2653
2654 finish:
2655         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2656 }
2657
2658 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2659 {
2660         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2661
2662         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2663         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2664 }
2665
2666 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2667 {
2668         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2669                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2670
2671         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
2672                          &rbio->work);
2673 }
2674
2675 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2676 {
2677         if (!lock_stripe_add(rbio))
2678                 async_scrub_parity(rbio);
2679 }
2680
2681 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2682
2683 struct btrfs_raid_bio *
2684 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2685                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2686 {
2687         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2688
2689         rbio = alloc_rbio(root, bbio, length);
2690         if (IS_ERR(rbio))
2691                 return NULL;
2692
2693         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2694         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2695         /*
2696          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2697          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2698          */
2699         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2700
2701         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2702         if (rbio->faila == -1) {
2703                 BUG();
2704                 kfree(rbio);
2705                 return NULL;
2706         }
2707
2708         return rbio;
2709 }
2710
2711 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2712 {
2713         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2714
2715         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2716         __raid56_parity_recover(rbio);
2717 }
2718
2719 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2720 {
2721         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2722                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2723
2724         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2725 }
2726
2727 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2728 {
2729         if (!lock_stripe_add(rbio))
2730                 async_missing_raid56(rbio);
2731 }