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