OSDN Git Service

Btrfs: do not merge rbios if their fail stripe index are not identical
[uclinux-h8/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         }
235
236         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
237         if (x)
238                 kvfree(x);
239         return 0;
240 }
241
242 /*
243  * caching an rbio means to copy anything from the
244  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
245  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
246  * to indicate if it has valid data
247  *
248  * once the caching is done, we set the cache ready
249  * bit.
250  */
251 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
252 {
253         int i;
254         char *s;
255         char *d;
256         int ret;
257
258         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
259         if (ret)
260                 return;
261
262         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
263                 if (!rbio->bio_pages[i])
264                         continue;
265
266                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
267                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
268
269                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
270
271                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
272                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
273                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
274         }
275         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
276 }
277
278 /*
279  * we hash on the first logical address of the stripe
280  */
281 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
282 {
283         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
284
285         /*
286          * we shift down quite a bit.  We're using byte
287          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
288          * This tends to upset hash_64, and it consistently
289          * returns just one or two different values.
290          *
291          * shifting off the lower bits fixes things.
292          */
293         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
294 }
295
296 /*
297  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
298  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
299  */
300 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
301 {
302         int i;
303         struct page *s;
304         struct page *d;
305
306         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
307                 return;
308
309         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
310                 s = src->stripe_pages[i];
311                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
312                         continue;
313                 }
314
315                 d = dest->stripe_pages[i];
316                 if (d)
317                         __free_page(d);
318
319                 dest->stripe_pages[i] = s;
320                 src->stripe_pages[i] = NULL;
321         }
322 }
323
324 /*
325  * merging means we take the bio_list from the victim and
326  * splice it into the destination.  The victim should
327  * be discarded afterwards.
328  *
329  * must be called with dest->rbio_list_lock held
330  */
331 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
332                        struct btrfs_raid_bio *victim)
333 {
334         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
335         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
336         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
337         bio_list_init(&victim->bio_list);
338 }
339
340 /*
341  * used to prune items that are in the cache.  The caller
342  * must hold the hash table lock.
343  */
344 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
345 {
346         int bucket = rbio_bucket(rbio);
347         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
348         struct btrfs_stripe_hash *h;
349         int freeit = 0;
350
351         /*
352          * check the bit again under the hash table lock.
353          */
354         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
355                 return;
356
357         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
358         h = table->table + bucket;
359
360         /* hold the lock for the bucket because we may be
361          * removing it from the hash table
362          */
363         spin_lock(&h->lock);
364
365         /*
366          * hold the lock for the bio list because we need
367          * to make sure the bio list is empty
368          */
369         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
370
371         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
372                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
373                 table->cache_size -= 1;
374                 freeit = 1;
375
376                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
377                  * still involved in an IO.  We take it out
378                  * of the cache list, and drop the ref that
379                  * was held for the list.
380                  *
381                  * If the bio_list was empty, we also remove
382                  * the rbio from the hash_table, and drop
383                  * the corresponding ref
384                  */
385                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
386                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
387                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
388                                 refcount_dec(&rbio->refs);
389                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
390                         }
391                 }
392         }
393
394         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
395         spin_unlock(&h->lock);
396
397         if (freeit)
398                 __free_raid_bio(rbio);
399 }
400
401 /*
402  * prune a given rbio from the cache
403  */
404 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
405 {
406         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
407         unsigned long flags;
408
409         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
410                 return;
411
412         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
413
414         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
415         __remove_rbio_from_cache(rbio);
416         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
417 }
418
419 /*
420  * remove everything in the cache
421  */
422 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
423 {
424         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
425         unsigned long flags;
426         struct btrfs_raid_bio *rbio;
427
428         table = info->stripe_hash_table;
429
430         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
431         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
432                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
433                                   struct btrfs_raid_bio,
434                                   stripe_cache);
435                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
436         }
437         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
438 }
439
440 /*
441  * remove all cached entries and free the hash table
442  * used by unmount
443  */
444 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
445 {
446         if (!info->stripe_hash_table)
447                 return;
448         btrfs_clear_rbio_cache(info);
449         kvfree(info->stripe_hash_table);
450         info->stripe_hash_table = NULL;
451 }
452
453 /*
454  * insert an rbio into the stripe cache.  It
455  * must have already been prepared by calling
456  * cache_rbio_pages
457  *
458  * If this rbio was already cached, it gets
459  * moved to the front of the lru.
460  *
461  * If the size of the rbio cache is too big, we
462  * prune an item.
463  */
464 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
465 {
466         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
467         unsigned long flags;
468
469         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
470                 return;
471
472         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
473
474         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
475         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
476
477         /* bump our ref if we were not in the list before */
478         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
479                 refcount_inc(&rbio->refs);
480
481         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
482                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
483         } else {
484                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
485                 table->cache_size += 1;
486         }
487
488         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
489
490         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
491                 struct btrfs_raid_bio *found;
492
493                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
494                                   struct btrfs_raid_bio,
495                                   stripe_cache);
496
497                 if (found != rbio)
498                         __remove_rbio_from_cache(found);
499         }
500
501         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
502 }
503
504 /*
505  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
506  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
507  * loop through.
508  */
509 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
510 {
511         int src_off = 0;
512         int xor_src_cnt = 0;
513         void *dest = pages[src_cnt];
514
515         while(src_cnt > 0) {
516                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
517                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
518
519                 src_cnt -= xor_src_cnt;
520                 src_off += xor_src_cnt;
521         }
522 }
523
524 /*
525  * returns true if the bio list inside this rbio
526  * covers an entire stripe (no rmw required).
527  * Must be called with the bio list lock held, or
528  * at a time when you know it is impossible to add
529  * new bios into the list
530  */
531 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
532 {
533         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
534         int ret = 1;
535
536         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
537                 ret = 0;
538
539         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
540         return ret;
541 }
542
543 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
544 {
545         unsigned long flags;
546         int ret;
547
548         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
549         ret = __rbio_is_full(rbio);
550         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
551         return ret;
552 }
553
554 /*
555  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
556  * The merging is safe if the two rbios correspond to
557  * the same stripe and if they are both going in the same
558  * direction (read vs write), and if neither one is
559  * locked for final IO
560  *
561  * The caller is responsible for locking such that
562  * rmw_locked is safe to test
563  */
564 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
565                           struct btrfs_raid_bio *cur)
566 {
567         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
568             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
569                 return 0;
570
571         /*
572          * we can't merge with cached rbios, since the
573          * idea is that when we merge the destination
574          * rbio is going to run our IO for us.  We can
575          * steal from cached rbios though, other functions
576          * handle that.
577          */
578         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
579             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
580                 return 0;
581
582         if (last->bbio->raid_map[0] !=
583             cur->bbio->raid_map[0])
584                 return 0;
585
586         /* we can't merge with different operations */
587         if (last->operation != cur->operation)
588                 return 0;
589         /*
590          * We've need read the full stripe from the drive.
591          * check and repair the parity and write the new results.
592          *
593          * We're not allowed to add any new bios to the
594          * bio list here, anyone else that wants to
595          * change this stripe needs to do their own rmw.
596          */
597         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
598                 return 0;
599
600         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
601                 return 0;
602
603         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
604                 int fa = last->faila;
605                 int fb = last->failb;
606                 int cur_fa = cur->faila;
607                 int cur_fb = cur->failb;
608
609                 if (last->faila >= last->failb) {
610                         fa = last->failb;
611                         fb = last->faila;
612                 }
613
614                 if (cur->faila >= cur->failb) {
615                         cur_fa = cur->failb;
616                         cur_fb = cur->faila;
617                 }
618
619                 if (fa != cur_fa || fb != cur_fb)
620                         return 0;
621         }
622         return 1;
623 }
624
625 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
626                                   int index)
627 {
628         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
629 }
630
631 /*
632  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
633  * the FS sent down to us
634  */
635 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
636                                      int index)
637 {
638         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
639 }
640
641 /*
642  * helper to index into the pstripe
643  */
644 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
645 {
646         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
647 }
648
649 /*
650  * helper to index into the qstripe, returns null
651  * if there is no qstripe
652  */
653 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
654 {
655         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
656                 return NULL;
657         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
658 }
659
660 /*
661  * The first stripe in the table for a logical address
662  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
663  *
664  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
665  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
666  * themselves.
667  *
668  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
669  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
670  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
671  *
672  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
673  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
674  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
675  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
676  * 1 is returned
677  *
678  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
679  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
680  * already been freed.
681  */
682 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
683 {
684         int bucket = rbio_bucket(rbio);
685         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
686         struct btrfs_raid_bio *cur;
687         struct btrfs_raid_bio *pending;
688         unsigned long flags;
689         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
690         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
691         int ret = 0;
692
693         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
694         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
695                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
696                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
697
698                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
699                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
700                             list_empty(&cur->plug_list) &&
701                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
702                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
703                                 list_del_init(&cur->hash_list);
704                                 refcount_dec(&cur->refs);
705
706                                 steal_rbio(cur, rbio);
707                                 cache_drop = cur;
708                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
709
710                                 goto lockit;
711                         }
712
713                         /* can we merge into the lock owner? */
714                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
715                                 merge_rbio(cur, rbio);
716                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
717                                 freeit = rbio;
718                                 ret = 1;
719                                 goto out;
720                         }
721
722
723                         /*
724                          * we couldn't merge with the running
725                          * rbio, see if we can merge with the
726                          * pending ones.  We don't have to
727                          * check for rmw_locked because there
728                          * is no way they are inside finish_rmw
729                          * right now
730                          */
731                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
732                                             plug_list) {
733                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
734                                         merge_rbio(pending, rbio);
735                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
736                                         freeit = rbio;
737                                         ret = 1;
738                                         goto out;
739                                 }
740                         }
741
742                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
743                          * our rbio will be started with the currently
744                          * running rbio unlocks
745                          */
746                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
747                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
748                         ret = 1;
749                         goto out;
750                 }
751         }
752 lockit:
753         refcount_inc(&rbio->refs);
754         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
755 out:
756         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
757         if (cache_drop)
758                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
759         if (freeit)
760                 __free_raid_bio(freeit);
761         return ret;
762 }
763
764 /*
765  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
766  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
767  */
768 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
769 {
770         int bucket;
771         struct btrfs_stripe_hash *h;
772         unsigned long flags;
773         int keep_cache = 0;
774
775         bucket = rbio_bucket(rbio);
776         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
777
778         if (list_empty(&rbio->plug_list))
779                 cache_rbio(rbio);
780
781         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
782         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
783
784         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
785                 /*
786                  * if we're still cached and there is no other IO
787                  * to perform, just leave this rbio here for others
788                  * to steal from later
789                  */
790                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
791                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
792                         keep_cache = 1;
793                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
794                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
795                         goto done;
796                 }
797
798                 list_del_init(&rbio->hash_list);
799                 refcount_dec(&rbio->refs);
800
801                 /*
802                  * we use the plug list to hold all the rbios
803                  * waiting for the chance to lock this stripe.
804                  * hand the lock over to one of them.
805                  */
806                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
807                         struct btrfs_raid_bio *next;
808                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
809
810                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
811                                           plug_list);
812
813                         list_del_init(&rbio->plug_list);
814
815                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
816                         refcount_inc(&next->refs);
817                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
818                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
819
820                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
821                                 async_read_rebuild(next);
822                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
823                                 steal_rbio(rbio, next);
824                                 async_read_rebuild(next);
825                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
826                                 steal_rbio(rbio, next);
827                                 async_rmw_stripe(next);
828                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
829                                 steal_rbio(rbio, next);
830                                 async_scrub_parity(next);
831                         }
832
833                         goto done_nolock;
834                 }
835         }
836 done:
837         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
838         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
839
840 done_nolock:
841         if (!keep_cache)
842                 remove_rbio_from_cache(rbio);
843 }
844
845 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
846 {
847         int i;
848
849         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
850                 return;
851
852         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
853         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
854         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
855
856         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
857                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
858                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
859                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
860                 }
861         }
862
863         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
864         kfree(rbio);
865 }
866
867 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
868 {
869         unlock_stripe(rbio);
870         __free_raid_bio(rbio);
871 }
872
873 /*
874  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
875  * bio_list and calls end_io on them
876  */
877 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
878 {
879         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
880         struct bio *next;
881
882         if (rbio->generic_bio_cnt)
883                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
884
885         free_raid_bio(rbio);
886
887         while (cur) {
888                 next = cur->bi_next;
889                 cur->bi_next = NULL;
890                 cur->bi_status = err;
891                 bio_endio(cur);
892                 cur = next;
893         }
894 }
895
896 /*
897  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
898  * get here, we've written a full stripe
899  */
900 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
901 {
902         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
903         blk_status_t err = bio->bi_status;
904         int max_errors;
905
906         if (err)
907                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
908
909         bio_put(bio);
910
911         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
912                 return;
913
914         err = BLK_STS_OK;
915
916         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
917         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
918                      0 : rbio->bbio->max_errors;
919         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
920                 err = BLK_STS_IOERR;
921
922         rbio_orig_end_io(rbio, err);
923 }
924
925 /*
926  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
927  * any pages it included, and then use the rbio for everything
928  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
929  * and page number in that stripe fall inside the original bio
930  * or the rbio.
931  *
932  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
933  * that are outside the bio_list
934  *
935  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
936  * and the caller must bump refs as required.
937  *
938  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
939  * the answers from this function.
940  */
941 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
942                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
943 {
944         int chunk_page;
945         struct page *p = NULL;
946
947         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
948
949         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
950         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
951         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
952
953         if (p || bio_list_only)
954                 return p;
955
956         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
957 }
958
959 /*
960  * number of pages we need for the entire stripe across all the
961  * drives
962  */
963 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
964 {
965         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
966 }
967
968 /*
969  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
970  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
971  */
972 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
973                                          struct btrfs_bio *bbio,
974                                          u64 stripe_len)
975 {
976         struct btrfs_raid_bio *rbio;
977         int nr_data = 0;
978         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
979         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
980         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
981         void *p;
982
983         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
984                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
985                        sizeof(long), GFP_NOFS);
986         if (!rbio)
987                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
988
989         bio_list_init(&rbio->bio_list);
990         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
991         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
992         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
993         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
994         rbio->bbio = bbio;
995         rbio->fs_info = fs_info;
996         rbio->stripe_len = stripe_len;
997         rbio->nr_pages = num_pages;
998         rbio->real_stripes = real_stripes;
999         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1000         rbio->faila = -1;
1001         rbio->failb = -1;
1002         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1003         atomic_set(&rbio->error, 0);
1004         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1005
1006         /*
1007          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1008          * memory we allocated past the end of the rbio
1009          */
1010         p = rbio + 1;
1011         rbio->stripe_pages = p;
1012         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1013         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1014
1015         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1016                 nr_data = real_stripes - 1;
1017         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1018                 nr_data = real_stripes - 2;
1019         else
1020                 BUG();
1021
1022         rbio->nr_data = nr_data;
1023         return rbio;
1024 }
1025
1026 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1027 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1028 {
1029         int i;
1030         struct page *page;
1031
1032         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1033                 if (rbio->stripe_pages[i])
1034                         continue;
1035                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1036                 if (!page)
1037                         return -ENOMEM;
1038                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1039         }
1040         return 0;
1041 }
1042
1043 /* only allocate pages for p/q stripes */
1044 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1045 {
1046         int i;
1047         struct page *page;
1048
1049         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1050
1051         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1052                 if (rbio->stripe_pages[i])
1053                         continue;
1054                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1055                 if (!page)
1056                         return -ENOMEM;
1057                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1058         }
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 /*
1063  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1064  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1065  * zero if all went well.
1066  */
1067 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1068                             struct bio_list *bio_list,
1069                             struct page *page,
1070                             int stripe_nr,
1071                             unsigned long page_index,
1072                             unsigned long bio_max_len)
1073 {
1074         struct bio *last = bio_list->tail;
1075         u64 last_end = 0;
1076         int ret;
1077         struct bio *bio;
1078         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1079         u64 disk_start;
1080
1081         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1082         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1083
1084         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1085         if (!stripe->dev->bdev)
1086                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1087
1088         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1089         if (last) {
1090                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1091                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1092
1093                 /*
1094                  * we can't merge these if they are from different
1095                  * devices or if they are not contiguous
1096                  */
1097                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1098                     !last->bi_status &&
1099                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1100                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1101                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1102                         if (ret == PAGE_SIZE)
1103                                 return 0;
1104                 }
1105         }
1106
1107         /* put a new bio on the list */
1108         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1109         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1110         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1111         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1112
1113         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1114         bio_list_add(bio_list, bio);
1115         return 0;
1116 }
1117
1118 /*
1119  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1120  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1121  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1122  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1123  * after we've reconstructed the failed stripes
1124  */
1125 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1126 {
1127         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1128                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1129                 __raid56_parity_recover(rbio);
1130         } else {
1131                 finish_rmw(rbio);
1132         }
1133 }
1134
1135 /*
1136  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1137  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1138  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1139  * reconstruction.
1140  *
1141  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1142  */
1143 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1144 {
1145         struct bio *bio;
1146         u64 start;
1147         unsigned long stripe_offset;
1148         unsigned long page_index;
1149
1150         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1151         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1152                 struct bio_vec bvec;
1153                 struct bvec_iter iter;
1154                 int i = 0;
1155
1156                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1157                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1158                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1159
1160                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1161                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1162
1163                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1164                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1165                         i++;
1166                 }
1167         }
1168         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1169 }
1170
1171 /*
1172  * this is called from one of two situations.  We either
1173  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1174  * the missing bits off disk.
1175  *
1176  * This will calculate the parity and then send down any
1177  * changed blocks.
1178  */
1179 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1180 {
1181         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1182         void *pointers[rbio->real_stripes];
1183         int nr_data = rbio->nr_data;
1184         int stripe;
1185         int pagenr;
1186         int p_stripe = -1;
1187         int q_stripe = -1;
1188         struct bio_list bio_list;
1189         struct bio *bio;
1190         int ret;
1191
1192         bio_list_init(&bio_list);
1193
1194         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1195                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1196         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1197                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1198                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1199         } else {
1200                 BUG();
1201         }
1202
1203         /* at this point we either have a full stripe,
1204          * or we've read the full stripe from the drive.
1205          * recalculate the parity and write the new results.
1206          *
1207          * We're not allowed to add any new bios to the
1208          * bio list here, anyone else that wants to
1209          * change this stripe needs to do their own rmw.
1210          */
1211         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1212         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1213         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1214
1215         atomic_set(&rbio->error, 0);
1216
1217         /*
1218          * now that we've set rmw_locked, run through the
1219          * bio list one last time and map the page pointers
1220          *
1221          * We don't cache full rbios because we're assuming
1222          * the higher layers are unlikely to use this area of
1223          * the disk again soon.  If they do use it again,
1224          * hopefully they will send another full bio.
1225          */
1226         index_rbio_pages(rbio);
1227         if (!rbio_is_full(rbio))
1228                 cache_rbio_pages(rbio);
1229         else
1230                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1231
1232         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1233                 struct page *p;
1234                 /* first collect one page from each data stripe */
1235                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1236                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1237                         pointers[stripe] = kmap(p);
1238                 }
1239
1240                 /* then add the parity stripe */
1241                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1242                 SetPageUptodate(p);
1243                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1244
1245                 if (q_stripe != -1) {
1246
1247                         /*
1248                          * raid6, add the qstripe and call the
1249                          * library function to fill in our p/q
1250                          */
1251                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1252                         SetPageUptodate(p);
1253                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1254
1255                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1256                                                 pointers);
1257                 } else {
1258                         /* raid5 */
1259                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1260                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1261                 }
1262
1263
1264                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1265                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1266         }
1267
1268         /*
1269          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1270          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1271          * everything else.
1272          */
1273         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1274                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1275                         struct page *page;
1276                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1277                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1278                                 if (!page)
1279                                         continue;
1280                         } else {
1281                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1282                         }
1283
1284                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1285                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1286                         if (ret)
1287                                 goto cleanup;
1288                 }
1289         }
1290
1291         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1292                 goto write_data;
1293
1294         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1295                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1296                         continue;
1297
1298                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1299                         struct page *page;
1300                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1301                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1302                                 if (!page)
1303                                         continue;
1304                         } else {
1305                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1306                         }
1307
1308                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1309                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1310                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1311                         if (ret)
1312                                 goto cleanup;
1313                 }
1314         }
1315
1316 write_data:
1317         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1318         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1319
1320         while (1) {
1321                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1322                 if (!bio)
1323                         break;
1324
1325                 bio->bi_private = rbio;
1326                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1327                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1328
1329                 submit_bio(bio);
1330         }
1331         return;
1332
1333 cleanup:
1334         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1335
1336         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1337                 bio_put(bio);
1338 }
1339
1340 /*
1341  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1342  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1343  * so it looks up based on physical sector numbers.
1344  */
1345 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1346                            struct bio *bio)
1347 {
1348         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1349         u64 stripe_start;
1350         int i;
1351         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1352
1353         physical <<= 9;
1354
1355         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1356                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1357                 stripe_start = stripe->physical;
1358                 if (physical >= stripe_start &&
1359                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1360                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1361                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1362                         return i;
1363                 }
1364         }
1365         return -1;
1366 }
1367
1368 /*
1369  * helper to find the stripe number for a given
1370  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1371  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1372  */
1373 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1374                                    struct bio *bio)
1375 {
1376         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1377         u64 stripe_start;
1378         int i;
1379
1380         logical <<= 9;
1381
1382         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1383                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1384                 if (logical >= stripe_start &&
1385                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1386                         return i;
1387                 }
1388         }
1389         return -1;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * returns -EIO if we had too many failures
1394  */
1395 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1396 {
1397         unsigned long flags;
1398         int ret = 0;
1399
1400         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1401
1402         /* we already know this stripe is bad, move on */
1403         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1404                 goto out;
1405
1406         if (rbio->faila == -1) {
1407                 /* first failure on this rbio */
1408                 rbio->faila = failed;
1409                 atomic_inc(&rbio->error);
1410         } else if (rbio->failb == -1) {
1411                 /* second failure on this rbio */
1412                 rbio->failb = failed;
1413                 atomic_inc(&rbio->error);
1414         } else {
1415                 ret = -EIO;
1416         }
1417 out:
1418         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1419
1420         return ret;
1421 }
1422
1423 /*
1424  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1425  * bio.
1426  */
1427 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1428                            struct bio *bio)
1429 {
1430         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1431
1432         if (failed < 0)
1433                 return -EIO;
1434
1435         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1436 }
1437
1438 /*
1439  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1440  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1441  */
1442 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1443 {
1444         struct bio_vec bvec;
1445         struct bvec_iter iter;
1446
1447         if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1448                 bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1449
1450         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter)
1451                 SetPageUptodate(bvec.bv_page);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1456  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1457  * stripe.
1458  *
1459  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1460  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1461  */
1462 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1463 {
1464         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1465
1466         if (bio->bi_status)
1467                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1468         else
1469                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1470
1471         bio_put(bio);
1472
1473         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1474                 return;
1475
1476         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1477                 goto cleanup;
1478
1479         /*
1480          * this will normally call finish_rmw to start our write
1481          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1482          * from parity first
1483          */
1484         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1485         return;
1486
1487 cleanup:
1488
1489         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1490 }
1491
1492 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1493 {
1494         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1495         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1496 }
1497
1498 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1499 {
1500         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1501                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1502
1503         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1504 }
1505
1506 /*
1507  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1508  * unlock after all the writes are done
1509  */
1510 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1511 {
1512         int bios_to_read = 0;
1513         struct bio_list bio_list;
1514         int ret;
1515         int pagenr;
1516         int stripe;
1517         struct bio *bio;
1518
1519         bio_list_init(&bio_list);
1520
1521         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1522         if (ret)
1523                 goto cleanup;
1524
1525         index_rbio_pages(rbio);
1526
1527         atomic_set(&rbio->error, 0);
1528         /*
1529          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1530          * stripe
1531          */
1532         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1533                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1534                         struct page *page;
1535                         /*
1536                          * we want to find all the pages missing from
1537                          * the rbio and read them from the disk.  If
1538                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1539                          * we don't need to read it off the stripe.
1540                          */
1541                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1542                         if (page)
1543                                 continue;
1544
1545                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1546                         /*
1547                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1548                          * page.  If so, be happy and use it
1549                          */
1550                         if (PageUptodate(page))
1551                                 continue;
1552
1553                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1554                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1555                         if (ret)
1556                                 goto cleanup;
1557                 }
1558         }
1559
1560         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1561         if (!bios_to_read) {
1562                 /*
1563                  * this can happen if others have merged with
1564                  * us, it means there is nothing left to read.
1565                  * But if there are missing devices it may not be
1566                  * safe to do the full stripe write yet.
1567                  */
1568                 goto finish;
1569         }
1570
1571         /*
1572          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1573          * not to touch it after that
1574          */
1575         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1576         while (1) {
1577                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1578                 if (!bio)
1579                         break;
1580
1581                 bio->bi_private = rbio;
1582                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1583                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1584
1585                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1586
1587                 submit_bio(bio);
1588         }
1589         /* the actual write will happen once the reads are done */
1590         return 0;
1591
1592 cleanup:
1593         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1594
1595         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1596                 bio_put(bio);
1597
1598         return -EIO;
1599
1600 finish:
1601         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1602         return 0;
1603 }
1604
1605 /*
1606  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1607  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1608  */
1609 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1610 {
1611         int ret;
1612
1613         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1614         if (ret) {
1615                 __free_raid_bio(rbio);
1616                 return ret;
1617         }
1618
1619         ret = lock_stripe_add(rbio);
1620         if (ret == 0)
1621                 finish_rmw(rbio);
1622         return 0;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1627  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1628  * rbio before calculating new parity
1629  */
1630 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1631 {
1632         int ret;
1633
1634         ret = lock_stripe_add(rbio);
1635         if (ret == 0)
1636                 async_rmw_stripe(rbio);
1637         return 0;
1638 }
1639
1640 /*
1641  * sometimes while we were reading from the drive to
1642  * recalculate parity, enough new bios come into create
1643  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1644  * go directly to finish_rmw
1645  */
1646 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1647 {
1648         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1649         if (!rbio_is_full(rbio))
1650                 return partial_stripe_write(rbio);
1651         return full_stripe_write(rbio);
1652 }
1653
1654 /*
1655  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1656  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1657  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1658  * we sort the list by logical block number and merge
1659  * everything we can into the same rbios
1660  */
1661 struct btrfs_plug_cb {
1662         struct blk_plug_cb cb;
1663         struct btrfs_fs_info *info;
1664         struct list_head rbio_list;
1665         struct btrfs_work work;
1666 };
1667
1668 /*
1669  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1670  */
1671 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1672 {
1673         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1674                                                  plug_list);
1675         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1676                                                  plug_list);
1677         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1678         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1679
1680         if (a_sector < b_sector)
1681                 return -1;
1682         if (a_sector > b_sector)
1683                 return 1;
1684         return 0;
1685 }
1686
1687 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1688 {
1689         struct btrfs_raid_bio *cur;
1690         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1691
1692         /*
1693          * sort our plug list then try to merge
1694          * everything we can in hopes of creating full
1695          * stripes.
1696          */
1697         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1698         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1699                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1700                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1701                 list_del_init(&cur->plug_list);
1702
1703                 if (rbio_is_full(cur)) {
1704                         /* we have a full stripe, send it down */
1705                         full_stripe_write(cur);
1706                         continue;
1707                 }
1708                 if (last) {
1709                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1710                                 merge_rbio(last, cur);
1711                                 __free_raid_bio(cur);
1712                                 continue;
1713
1714                         }
1715                         __raid56_parity_write(last);
1716                 }
1717                 last = cur;
1718         }
1719         if (last) {
1720                 __raid56_parity_write(last);
1721         }
1722         kfree(plug);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1727  * work off to a helper thread
1728  */
1729 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1730 {
1731         struct btrfs_plug_cb *plug;
1732         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1733         run_plug(plug);
1734 }
1735
1736 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1737 {
1738         struct btrfs_plug_cb *plug;
1739         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1740
1741         if (from_schedule) {
1742                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1743                                 unplug_work, NULL, NULL);
1744                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1745                                  &plug->work);
1746                 return;
1747         }
1748         run_plug(plug);
1749 }
1750
1751 /*
1752  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1753  */
1754 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1755                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1756 {
1757         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1758         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1759         struct blk_plug_cb *cb;
1760         int ret;
1761
1762         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1763         if (IS_ERR(rbio)) {
1764                 btrfs_put_bbio(bbio);
1765                 return PTR_ERR(rbio);
1766         }
1767         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1768         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1769         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1770
1771         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1772         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1773
1774         /*
1775          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1776          * as quickly as we can
1777          */
1778         if (rbio_is_full(rbio)) {
1779                 ret = full_stripe_write(rbio);
1780                 if (ret)
1781                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1782                 return ret;
1783         }
1784
1785         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1786         if (cb) {
1787                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1788                 if (!plug->info) {
1789                         plug->info = fs_info;
1790                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1791                 }
1792                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1793                 ret = 0;
1794         } else {
1795                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1796                 if (ret)
1797                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1798         }
1799         return ret;
1800 }
1801
1802 /*
1803  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1804  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1805  * sorting the good from the bad.
1806  */
1807 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1808 {
1809         int pagenr, stripe;
1810         void **pointers;
1811         int faila = -1, failb = -1;
1812         struct page *page;
1813         blk_status_t err;
1814         int i;
1815
1816         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1817         if (!pointers) {
1818                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1819                 goto cleanup_io;
1820         }
1821
1822         faila = rbio->faila;
1823         failb = rbio->failb;
1824
1825         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1826             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1827                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1828                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1829                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1830         }
1831
1832         index_rbio_pages(rbio);
1833
1834         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1835                 /*
1836                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1837                  * which we have data when doing parity scrub.
1838                  */
1839                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1840                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1841                         continue;
1842
1843                 /* setup our array of pointers with pages
1844                  * from each stripe
1845                  */
1846                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1847                         /*
1848                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1849                          * pages from the bio list
1850                          */
1851                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1852                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1853                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1854                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1855                         } else {
1856                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1857                         }
1858                         pointers[stripe] = kmap(page);
1859                 }
1860
1861                 /* all raid6 handling here */
1862                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1863                         /*
1864                          * single failure, rebuild from parity raid5
1865                          * style
1866                          */
1867                         if (failb < 0) {
1868                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1869                                         /*
1870                                          * Just the P stripe has failed, without
1871                                          * a bad data or Q stripe.
1872                                          * TODO, we should redo the xor here.
1873                                          */
1874                                         err = BLK_STS_IOERR;
1875                                         goto cleanup;
1876                                 }
1877                                 /*
1878                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1879                                  * in the pstripe code below
1880                                  */
1881                                 goto pstripe;
1882                         }
1883
1884                         /* make sure our ps and qs are in order */
1885                         if (faila > failb) {
1886                                 int tmp = failb;
1887                                 failb = faila;
1888                                 faila = tmp;
1889                         }
1890
1891                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1892                          * from the xors.
1893                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1894                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1895                          * data they want
1896                          */
1897                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1898                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1899                                     RAID5_P_STRIPE) {
1900                                         err = BLK_STS_IOERR;
1901                                         goto cleanup;
1902                                 }
1903                                 /*
1904                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1905                                  * a good P stripe.  raid5!
1906                                  */
1907                                 goto pstripe;
1908                         }
1909
1910                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1911                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1912                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1913                         } else {
1914                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1915                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1916                                                   pointers);
1917                         }
1918                 } else {
1919                         void *p;
1920
1921                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1922                         BUG_ON(failb != -1);
1923 pstripe:
1924                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1925                         memcpy(pointers[faila],
1926                                pointers[rbio->nr_data],
1927                                PAGE_SIZE);
1928
1929                         /* rearrange the pointer array */
1930                         p = pointers[faila];
1931                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1932                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1933                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1934
1935                         /* xor in the rest */
1936                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1937                 }
1938                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1939                  * and set all of our private rbio pages in the
1940                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1941                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1942                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1943                  */
1944                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1945                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1946                                 if (faila != -1) {
1947                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1948                                         SetPageUptodate(page);
1949                                 }
1950                                 if (failb != -1) {
1951                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1952                                         SetPageUptodate(page);
1953                                 }
1954                         }
1955                 }
1956                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1957                         /*
1958                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1959                          * pages from the bio list
1960                          */
1961                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1962                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1963                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1964                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1965                         } else {
1966                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1967                         }
1968                         kunmap(page);
1969                 }
1970         }
1971
1972         err = BLK_STS_OK;
1973 cleanup:
1974         kfree(pointers);
1975
1976 cleanup_io:
1977         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1978                 if (err == BLK_STS_OK)
1979                         cache_rbio_pages(rbio);
1980                 else
1981                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1982
1983                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1984         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1985                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1986         } else if (err == BLK_STS_OK) {
1987                 rbio->faila = -1;
1988                 rbio->failb = -1;
1989
1990                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1991                         finish_rmw(rbio);
1992                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1993                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1994                 else
1995                         BUG();
1996         } else {
1997                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1998         }
1999 }
2000
2001 /*
2002  * This is called only for stripes we've read from disk to
2003  * reconstruct the parity.
2004  */
2005 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2006 {
2007         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2008
2009         /*
2010          * we only read stripe pages off the disk, set them
2011          * up to date if there were no errors
2012          */
2013         if (bio->bi_status)
2014                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2015         else
2016                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2017         bio_put(bio);
2018
2019         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2020                 return;
2021
2022         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2023                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2024         else
2025                 __raid_recover_end_io(rbio);
2026 }
2027
2028 /*
2029  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2030  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2031  * when the IO is done.
2032  *
2033  * This is used both for reads from the higher layers and for
2034  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2035  */
2036 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2037 {
2038         int bios_to_read = 0;
2039         struct bio_list bio_list;
2040         int ret;
2041         int pagenr;
2042         int stripe;
2043         struct bio *bio;
2044
2045         bio_list_init(&bio_list);
2046
2047         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2048         if (ret)
2049                 goto cleanup;
2050
2051         atomic_set(&rbio->error, 0);
2052
2053         /*
2054          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2055          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2056          * pages are going to be uptodate.
2057          */
2058         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2059                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2060                         atomic_inc(&rbio->error);
2061                         continue;
2062                 }
2063
2064                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2065                         struct page *p;
2066
2067                         /*
2068                          * the rmw code may have already read this
2069                          * page in
2070                          */
2071                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2072                         if (PageUptodate(p))
2073                                 continue;
2074
2075                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2076                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2077                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2078                         if (ret < 0)
2079                                 goto cleanup;
2080                 }
2081         }
2082
2083         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2084         if (!bios_to_read) {
2085                 /*
2086                  * we might have no bios to read just because the pages
2087                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2088                  * the devices were gone.
2089                  */
2090                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2091                         __raid_recover_end_io(rbio);
2092                         goto out;
2093                 } else {
2094                         goto cleanup;
2095                 }
2096         }
2097
2098         /*
2099          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2100          * not to touch it after that
2101          */
2102         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2103         while (1) {
2104                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2105                 if (!bio)
2106                         break;
2107
2108                 bio->bi_private = rbio;
2109                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2110                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2111
2112                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2113
2114                 submit_bio(bio);
2115         }
2116 out:
2117         return 0;
2118
2119 cleanup:
2120         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2121             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2122                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2123
2124         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2125                 bio_put(bio);
2126
2127         return -EIO;
2128 }
2129
2130 /*
2131  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2132  * is really only called when the normal read path had a failure,
2133  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2134  * of the drive.
2135  */
2136 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2137                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2138                           int mirror_num, int generic_io)
2139 {
2140         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2141         int ret;
2142
2143         if (generic_io) {
2144                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2145                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2146         }
2147
2148         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2149         if (IS_ERR(rbio)) {
2150                 if (generic_io)
2151                         btrfs_put_bbio(bbio);
2152                 return PTR_ERR(rbio);
2153         }
2154
2155         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2156         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2157         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2158
2159         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2160         if (rbio->faila == -1) {
2161                 btrfs_warn(fs_info,
2162         "%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)",
2163                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2164                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2165                 if (generic_io)
2166                         btrfs_put_bbio(bbio);
2167                 kfree(rbio);
2168                 return -EIO;
2169         }
2170
2171         if (generic_io) {
2172                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2173                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2174         } else {
2175                 btrfs_get_bbio(bbio);
2176         }
2177
2178         /*
2179          * Loop retry:
2180          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2181          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2182          */
2183         if (mirror_num > 2) {
2184                 /*
2185                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2186                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2187                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2188                  */
2189                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2190                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2191                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2192                         rbio->failb--;
2193         }
2194
2195         ret = lock_stripe_add(rbio);
2196
2197         /*
2198          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2199          * any errors it hits.  We don't want to return
2200          * its error value up the stack because our caller
2201          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2202          * return
2203          */
2204         if (ret == 0)
2205                 __raid56_parity_recover(rbio);
2206         /*
2207          * our rbio has been added to the list of
2208          * rbios that will be handled after the
2209          * currently lock owner is done
2210          */
2211         return 0;
2212
2213 }
2214
2215 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2216 {
2217         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2218
2219         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2220         raid56_rmw_stripe(rbio);
2221 }
2222
2223 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2224 {
2225         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2226
2227         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2228         __raid56_parity_recover(rbio);
2229 }
2230
2231 /*
2232  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2233  *
2234  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2235  *
2236  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2237  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2238  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2239  */
2240
2241 struct btrfs_raid_bio *
2242 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2243                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2244                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2245                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2246 {
2247         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2248         int i;
2249
2250         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2251         if (IS_ERR(rbio))
2252                 return NULL;
2253         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2254         /*
2255          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2256          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2257          */
2258         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2259         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2260
2261         /*
2262          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2263          * to the end position, so this search can start from the first parity
2264          * stripe.
2265          */
2266         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2267                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2268                         rbio->scrubp = i;
2269                         break;
2270                 }
2271         }
2272         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2273
2274         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2275         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2276         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2277         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2278
2279         /*
2280          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2281          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2282          */
2283         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2284
2285         return rbio;
2286 }
2287
2288 /* Used for both parity scrub and missing. */
2289 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2290                             u64 logical)
2291 {
2292         int stripe_offset;
2293         int index;
2294
2295         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2296         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2297                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2298         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2299         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2300         rbio->bio_pages[index] = page;
2301 }
2302
2303 /*
2304  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2305  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2306  */
2307 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2308 {
2309         int i;
2310         int bit;
2311         int index;
2312         struct page *page;
2313
2314         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2315                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2316                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2317                         if (rbio->stripe_pages[index])
2318                                 continue;
2319
2320                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2321                         if (!page)
2322                                 return -ENOMEM;
2323                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2324                 }
2325         }
2326         return 0;
2327 }
2328
2329 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2330                                          int need_check)
2331 {
2332         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2333         void *pointers[rbio->real_stripes];
2334         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2335         int nr_data = rbio->nr_data;
2336         int stripe;
2337         int pagenr;
2338         int p_stripe = -1;
2339         int q_stripe = -1;
2340         struct page *p_page = NULL;
2341         struct page *q_page = NULL;
2342         struct bio_list bio_list;
2343         struct bio *bio;
2344         int is_replace = 0;
2345         int ret;
2346
2347         bio_list_init(&bio_list);
2348
2349         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2350                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2351         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2352                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2353                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2354         } else {
2355                 BUG();
2356         }
2357
2358         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2359                 is_replace = 1;
2360                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2361         }
2362
2363         /*
2364          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2365          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2366          * it.
2367          */
2368         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2369
2370         if (!need_check)
2371                 goto writeback;
2372
2373         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2374         if (!p_page)
2375                 goto cleanup;
2376         SetPageUptodate(p_page);
2377
2378         if (q_stripe != -1) {
2379                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2380                 if (!q_page) {
2381                         __free_page(p_page);
2382                         goto cleanup;
2383                 }
2384                 SetPageUptodate(q_page);
2385         }
2386
2387         atomic_set(&rbio->error, 0);
2388
2389         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2390                 struct page *p;
2391                 void *parity;
2392                 /* first collect one page from each data stripe */
2393                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2394                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2395                         pointers[stripe] = kmap(p);
2396                 }
2397
2398                 /* then add the parity stripe */
2399                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2400
2401                 if (q_stripe != -1) {
2402
2403                         /*
2404                          * raid6, add the qstripe and call the
2405                          * library function to fill in our p/q
2406                          */
2407                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2408
2409                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2410                                                 pointers);
2411                 } else {
2412                         /* raid5 */
2413                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2414                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2415                 }
2416
2417                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2418                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2419                 parity = kmap(p);
2420                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2421                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2422                 else
2423                         /* Parity is right, needn't writeback */
2424                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2425                 kunmap(p);
2426
2427                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2428                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2429         }
2430
2431         __free_page(p_page);
2432         if (q_page)
2433                 __free_page(q_page);
2434
2435 writeback:
2436         /*
2437          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2438          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2439          * everything else.
2440          */
2441         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2442                 struct page *page;
2443
2444                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2445                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2446                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2447                 if (ret)
2448                         goto cleanup;
2449         }
2450
2451         if (!is_replace)
2452                 goto submit_write;
2453
2454         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2455                 struct page *page;
2456
2457                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2458                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2459                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2460                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2461                 if (ret)
2462                         goto cleanup;
2463         }
2464
2465 submit_write:
2466         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2467         if (!nr_data) {
2468                 /* Every parity is right */
2469                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2470                 return;
2471         }
2472
2473         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2474
2475         while (1) {
2476                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2477                 if (!bio)
2478                         break;
2479
2480                 bio->bi_private = rbio;
2481                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2482                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2483
2484                 submit_bio(bio);
2485         }
2486         return;
2487
2488 cleanup:
2489         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2490
2491         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2492                 bio_put(bio);
2493 }
2494
2495 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2496 {
2497         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2498                 return 1;
2499         return 0;
2500 }
2501
2502 /*
2503  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2504  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2505  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2506  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2507  * stripes
2508  */
2509 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2510 {
2511         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2512                 goto cleanup;
2513
2514         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2515                 int dfail = 0, failp = -1;
2516
2517                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2518                         dfail++;
2519                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2520                         failp = rbio->faila;
2521
2522                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2523                         dfail++;
2524                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2525                         failp = rbio->failb;
2526
2527                 /*
2528                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2529                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2530                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2531                  */
2532                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2533                         goto cleanup;
2534
2535                 /*
2536                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2537                  * repair the parity.
2538                  */
2539                 if (dfail == 0) {
2540                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2541                         return;
2542                 }
2543
2544                 /*
2545                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2546                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2547                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2548                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2549                  */
2550                 if (failp != rbio->scrubp)
2551                         goto cleanup;
2552
2553                 __raid_recover_end_io(rbio);
2554         } else {
2555                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2556         }
2557         return;
2558
2559 cleanup:
2560         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2561 }
2562
2563 /*
2564  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2565  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2566  * stripe.
2567  *
2568  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2569  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2570  */
2571 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2572 {
2573         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2574
2575         if (bio->bi_status)
2576                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2577         else
2578                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2579
2580         bio_put(bio);
2581
2582         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2583                 return;
2584
2585         /*
2586          * this will normally call finish_rmw to start our write
2587          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2588          * from parity first
2589          */
2590         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2591 }
2592
2593 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2594 {
2595         int bios_to_read = 0;
2596         struct bio_list bio_list;
2597         int ret;
2598         int pagenr;
2599         int stripe;
2600         struct bio *bio;
2601
2602         bio_list_init(&bio_list);
2603
2604         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2605         if (ret)
2606                 goto cleanup;
2607
2608         atomic_set(&rbio->error, 0);
2609         /*
2610          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2611          * stripe
2612          */
2613         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2614                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2615                         struct page *page;
2616                         /*
2617                          * we want to find all the pages missing from
2618                          * the rbio and read them from the disk.  If
2619                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2620                          * we don't need to read it off the stripe.
2621                          */
2622                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2623                         if (page)
2624                                 continue;
2625
2626                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2627                         /*
2628                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2629                          * page.  If so, be happy and use it
2630                          */
2631                         if (PageUptodate(page))
2632                                 continue;
2633
2634                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2635                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2636                         if (ret)
2637                                 goto cleanup;
2638                 }
2639         }
2640
2641         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2642         if (!bios_to_read) {
2643                 /*
2644                  * this can happen if others have merged with
2645                  * us, it means there is nothing left to read.
2646                  * But if there are missing devices it may not be
2647                  * safe to do the full stripe write yet.
2648                  */
2649                 goto finish;
2650         }
2651
2652         /*
2653          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2654          * not to touch it after that
2655          */
2656         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2657         while (1) {
2658                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2659                 if (!bio)
2660                         break;
2661
2662                 bio->bi_private = rbio;
2663                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2664                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2665
2666                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2667
2668                 submit_bio(bio);
2669         }
2670         /* the actual write will happen once the reads are done */
2671         return;
2672
2673 cleanup:
2674         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2675
2676         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2677                 bio_put(bio);
2678
2679         return;
2680
2681 finish:
2682         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2683 }
2684
2685 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2686 {
2687         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2688
2689         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2690         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2691 }
2692
2693 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2694 {
2695         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2696                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2697
2698         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2699 }
2700
2701 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2702 {
2703         if (!lock_stripe_add(rbio))
2704                 async_scrub_parity(rbio);
2705 }
2706
2707 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2708
2709 struct btrfs_raid_bio *
2710 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2711                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2712 {
2713         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2714
2715         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2716         if (IS_ERR(rbio))
2717                 return NULL;
2718
2719         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2720         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2721         /*
2722          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2723          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2724          */
2725         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2726
2727         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2728         if (rbio->faila == -1) {
2729                 BUG();
2730                 kfree(rbio);
2731                 return NULL;
2732         }
2733
2734         /*
2735          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2736          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2737          */
2738         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2739
2740         return rbio;
2741 }
2742
2743 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2744 {
2745         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2746
2747         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2748         __raid56_parity_recover(rbio);
2749 }
2750
2751 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2752 {
2753         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2754                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2755
2756         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2757 }
2758
2759 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2760 {
2761         if (!lock_stripe_add(rbio))
2762                 async_missing_raid56(rbio);
2763 }