OSDN Git Service

Merge tag 'for-5.12-rc1-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[uclinux-h8/linux.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
4  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
5  */
6
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/raid/pq.h>
12 #include <linux/hash.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/raid/xor.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include "ctree.h"
17 #include "disk-io.h"
18 #include "volumes.h"
19 #include "raid56.h"
20 #include "async-thread.h"
21
22 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
23 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
24
25 /*
26  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
27  * of past RMW
28  */
29 #define RBIO_CACHE_BIT          2
30
31 /*
32  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
33  */
34 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
35
36 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
37
38 #define BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS                            11
39
40 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
41 struct btrfs_stripe_hash {
42         struct list_head hash_list;
43         spinlock_t lock;
44 };
45
46 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
47 struct btrfs_stripe_hash_table {
48         struct list_head stripe_cache;
49         spinlock_t cache_lock;
50         int cache_size;
51         struct btrfs_stripe_hash table[];
52 };
53
54 enum btrfs_rbio_ops {
55         BTRFS_RBIO_WRITE,
56         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
57         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
58         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
59 };
60
61 struct btrfs_raid_bio {
62         struct btrfs_fs_info *fs_info;
63         struct btrfs_bio *bbio;
64
65         /* while we're doing rmw on a stripe
66          * we put it into a hash table so we can
67          * lock the stripe and merge more rbios
68          * into it.
69          */
70         struct list_head hash_list;
71
72         /*
73          * LRU list for the stripe cache
74          */
75         struct list_head stripe_cache;
76
77         /*
78          * for scheduling work in the helper threads
79          */
80         struct btrfs_work work;
81
82         /*
83          * bio list and bio_list_lock are used
84          * to add more bios into the stripe
85          * in hopes of avoiding the full rmw
86          */
87         struct bio_list bio_list;
88         spinlock_t bio_list_lock;
89
90         /* also protected by the bio_list_lock, the
91          * plug list is used by the plugging code
92          * to collect partial bios while plugged.  The
93          * stripe locking code also uses it to hand off
94          * the stripe lock to the next pending IO
95          */
96         struct list_head plug_list;
97
98         /*
99          * flags that tell us if it is safe to
100          * merge with this bio
101          */
102         unsigned long flags;
103
104         /* size of each individual stripe on disk */
105         int stripe_len;
106
107         /* number of data stripes (no p/q) */
108         int nr_data;
109
110         int real_stripes;
111
112         int stripe_npages;
113         /*
114          * set if we're doing a parity rebuild
115          * for a read from higher up, which is handled
116          * differently from a parity rebuild as part of
117          * rmw
118          */
119         enum btrfs_rbio_ops operation;
120
121         /* first bad stripe */
122         int faila;
123
124         /* second bad stripe (for raid6 use) */
125         int failb;
126
127         int scrubp;
128         /*
129          * number of pages needed to represent the full
130          * stripe
131          */
132         int nr_pages;
133
134         /*
135          * size of all the bios in the bio_list.  This
136          * helps us decide if the rbio maps to a full
137          * stripe or not
138          */
139         int bio_list_bytes;
140
141         int generic_bio_cnt;
142
143         refcount_t refs;
144
145         atomic_t stripes_pending;
146
147         atomic_t error;
148         /*
149          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
150          * rbio big enough to hold them both and setup their
151          * locations when the rbio is allocated
152          */
153
154         /* pointers to pages that we allocated for
155          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
156          */
157         struct page **stripe_pages;
158
159         /*
160          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
161          * here for faster lookup
162          */
163         struct page **bio_pages;
164
165         /*
166          * bitmap to record which horizontal stripe has data
167          */
168         unsigned long *dbitmap;
169
170         /* allocated with real_stripes-many pointers for finish_*() calls */
171         void **finish_pointers;
172
173         /* allocated with stripe_npages-many bits for finish_*() calls */
174         unsigned long *finish_pbitmap;
175 };
176
177 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
178 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
179 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
180 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
181 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
182 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
183 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
184 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186
187 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
188                                          int need_check);
189 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work);
190
191 static void start_async_work(struct btrfs_raid_bio *rbio, btrfs_func_t work_func)
192 {
193         btrfs_init_work(&rbio->work, work_func, NULL, NULL);
194         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
195 }
196
197 /*
198  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
199  * bios in hopes of making a full stripe
200  */
201 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
202 {
203         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
204         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
205         struct btrfs_stripe_hash *cur;
206         struct btrfs_stripe_hash *h;
207         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
208         int i;
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 = kvzalloc(struct_size(table, table, num_entries), GFP_KERNEL);
221         if (!table)
222                 return -ENOMEM;
223
224         spin_lock_init(&table->cache_lock);
225         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
226
227         h = table->table;
228
229         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
230                 cur = h + i;
231                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
232                 spin_lock_init(&cur->lock);
233         }
234
235         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
236         kvfree(x);
237         return 0;
238 }
239
240 /*
241  * caching an rbio means to copy anything from the
242  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
243  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
244  * to indicate if it has valid data
245  *
246  * once the caching is done, we set the cache ready
247  * bit.
248  */
249 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
250 {
251         int i;
252         char *s;
253         char *d;
254         int ret;
255
256         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
257         if (ret)
258                 return;
259
260         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
261                 if (!rbio->bio_pages[i])
262                         continue;
263
264                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
265                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
266
267                 copy_page(d, s);
268
269                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
270                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
271                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
272         }
273         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
274 }
275
276 /*
277  * we hash on the first logical address of the stripe
278  */
279 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
280 {
281         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
282
283         /*
284          * we shift down quite a bit.  We're using byte
285          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
286          * This tends to upset hash_64, and it consistently
287          * returns just one or two different values.
288          *
289          * shifting off the lower bits fixes things.
290          */
291         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
292 }
293
294 /*
295  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
296  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
297  */
298 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
299 {
300         int i;
301         struct page *s;
302         struct page *d;
303
304         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
305                 return;
306
307         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
308                 s = src->stripe_pages[i];
309                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
310                         continue;
311                 }
312
313                 d = dest->stripe_pages[i];
314                 if (d)
315                         __free_page(d);
316
317                 dest->stripe_pages[i] = s;
318                 src->stripe_pages[i] = NULL;
319         }
320 }
321
322 /*
323  * merging means we take the bio_list from the victim and
324  * splice it into the destination.  The victim should
325  * be discarded afterwards.
326  *
327  * must be called with dest->rbio_list_lock held
328  */
329 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
330                        struct btrfs_raid_bio *victim)
331 {
332         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
333         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
334         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
335         bio_list_init(&victim->bio_list);
336 }
337
338 /*
339  * used to prune items that are in the cache.  The caller
340  * must hold the hash table lock.
341  */
342 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
343 {
344         int bucket = rbio_bucket(rbio);
345         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
346         struct btrfs_stripe_hash *h;
347         int freeit = 0;
348
349         /*
350          * check the bit again under the hash table lock.
351          */
352         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
353                 return;
354
355         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
356         h = table->table + bucket;
357
358         /* hold the lock for the bucket because we may be
359          * removing it from the hash table
360          */
361         spin_lock(&h->lock);
362
363         /*
364          * hold the lock for the bio list because we need
365          * to make sure the bio list is empty
366          */
367         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
368
369         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
370                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
371                 table->cache_size -= 1;
372                 freeit = 1;
373
374                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
375                  * still involved in an IO.  We take it out
376                  * of the cache list, and drop the ref that
377                  * was held for the list.
378                  *
379                  * If the bio_list was empty, we also remove
380                  * the rbio from the hash_table, and drop
381                  * the corresponding ref
382                  */
383                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
384                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
385                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
386                                 refcount_dec(&rbio->refs);
387                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
388                         }
389                 }
390         }
391
392         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
393         spin_unlock(&h->lock);
394
395         if (freeit)
396                 __free_raid_bio(rbio);
397 }
398
399 /*
400  * prune a given rbio from the cache
401  */
402 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
403 {
404         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
405         unsigned long flags;
406
407         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
408                 return;
409
410         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
411
412         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
413         __remove_rbio_from_cache(rbio);
414         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
415 }
416
417 /*
418  * remove everything in the cache
419  */
420 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
421 {
422         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
423         unsigned long flags;
424         struct btrfs_raid_bio *rbio;
425
426         table = info->stripe_hash_table;
427
428         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
429         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
430                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
431                                   struct btrfs_raid_bio,
432                                   stripe_cache);
433                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
434         }
435         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
436 }
437
438 /*
439  * remove all cached entries and free the hash table
440  * used by unmount
441  */
442 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
443 {
444         if (!info->stripe_hash_table)
445                 return;
446         btrfs_clear_rbio_cache(info);
447         kvfree(info->stripe_hash_table);
448         info->stripe_hash_table = NULL;
449 }
450
451 /*
452  * insert an rbio into the stripe cache.  It
453  * must have already been prepared by calling
454  * cache_rbio_pages
455  *
456  * If this rbio was already cached, it gets
457  * moved to the front of the lru.
458  *
459  * If the size of the rbio cache is too big, we
460  * prune an item.
461  */
462 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
463 {
464         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
465         unsigned long flags;
466
467         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
468                 return;
469
470         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
471
472         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
473         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
474
475         /* bump our ref if we were not in the list before */
476         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
477                 refcount_inc(&rbio->refs);
478
479         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
480                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
481         } else {
482                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
483                 table->cache_size += 1;
484         }
485
486         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
487
488         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
489                 struct btrfs_raid_bio *found;
490
491                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
492                                   struct btrfs_raid_bio,
493                                   stripe_cache);
494
495                 if (found != rbio)
496                         __remove_rbio_from_cache(found);
497         }
498
499         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
500 }
501
502 /*
503  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
504  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
505  * loop through.
506  */
507 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
508 {
509         int src_off = 0;
510         int xor_src_cnt = 0;
511         void *dest = pages[src_cnt];
512
513         while(src_cnt > 0) {
514                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
515                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
516
517                 src_cnt -= xor_src_cnt;
518                 src_off += xor_src_cnt;
519         }
520 }
521
522 /*
523  * Returns true if the bio list inside this rbio covers an entire stripe (no
524  * rmw required).
525  */
526 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
527 {
528         unsigned long flags;
529         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
530         int ret = 1;
531
532         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
533         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
534                 ret = 0;
535         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
536         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
537
538         return ret;
539 }
540
541 /*
542  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
543  * The merging is safe if the two rbios correspond to
544  * the same stripe and if they are both going in the same
545  * direction (read vs write), and if neither one is
546  * locked for final IO
547  *
548  * The caller is responsible for locking such that
549  * rmw_locked is safe to test
550  */
551 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
552                           struct btrfs_raid_bio *cur)
553 {
554         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
555             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
556                 return 0;
557
558         /*
559          * we can't merge with cached rbios, since the
560          * idea is that when we merge the destination
561          * rbio is going to run our IO for us.  We can
562          * steal from cached rbios though, other functions
563          * handle that.
564          */
565         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
566             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
567                 return 0;
568
569         if (last->bbio->raid_map[0] !=
570             cur->bbio->raid_map[0])
571                 return 0;
572
573         /* we can't merge with different operations */
574         if (last->operation != cur->operation)
575                 return 0;
576         /*
577          * We've need read the full stripe from the drive.
578          * check and repair the parity and write the new results.
579          *
580          * We're not allowed to add any new bios to the
581          * bio list here, anyone else that wants to
582          * change this stripe needs to do their own rmw.
583          */
584         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
585                 return 0;
586
587         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
588                 return 0;
589
590         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
591                 int fa = last->faila;
592                 int fb = last->failb;
593                 int cur_fa = cur->faila;
594                 int cur_fb = cur->failb;
595
596                 if (last->faila >= last->failb) {
597                         fa = last->failb;
598                         fb = last->faila;
599                 }
600
601                 if (cur->faila >= cur->failb) {
602                         cur_fa = cur->failb;
603                         cur_fb = cur->faila;
604                 }
605
606                 if (fa != cur_fa || fb != cur_fb)
607                         return 0;
608         }
609         return 1;
610 }
611
612 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
613                                   int index)
614 {
615         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
616 }
617
618 /*
619  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
620  * the FS sent down to us
621  */
622 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
623                                      int index)
624 {
625         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
626 }
627
628 /*
629  * helper to index into the pstripe
630  */
631 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
632 {
633         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
634 }
635
636 /*
637  * helper to index into the qstripe, returns null
638  * if there is no qstripe
639  */
640 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
641 {
642         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
643                 return NULL;
644         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
645 }
646
647 /*
648  * The first stripe in the table for a logical address
649  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
650  *
651  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
652  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
653  * themselves.
654  *
655  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
656  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
657  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
658  *
659  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
660  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
661  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
662  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
663  * 1 is returned
664  *
665  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
666  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
667  * already been freed.
668  */
669 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
670 {
671         struct btrfs_stripe_hash *h;
672         struct btrfs_raid_bio *cur;
673         struct btrfs_raid_bio *pending;
674         unsigned long flags;
675         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
676         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
677         int ret = 0;
678
679         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + rbio_bucket(rbio);
680
681         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
682         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
683                 if (cur->bbio->raid_map[0] != rbio->bbio->raid_map[0])
684                         continue;
685
686                 spin_lock(&cur->bio_list_lock);
687
688                 /* Can we steal this cached rbio's pages? */
689                 if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
690                     list_empty(&cur->plug_list) &&
691                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
692                     !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
693                         list_del_init(&cur->hash_list);
694                         refcount_dec(&cur->refs);
695
696                         steal_rbio(cur, rbio);
697                         cache_drop = cur;
698                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
699
700                         goto lockit;
701                 }
702
703                 /* Can we merge into the lock owner? */
704                 if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
705                         merge_rbio(cur, rbio);
706                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
707                         freeit = rbio;
708                         ret = 1;
709                         goto out;
710                 }
711
712
713                 /*
714                  * We couldn't merge with the running rbio, see if we can merge
715                  * with the pending ones.  We don't have to check for rmw_locked
716                  * because there is no way they are inside finish_rmw right now
717                  */
718                 list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list, plug_list) {
719                         if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
720                                 merge_rbio(pending, rbio);
721                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
722                                 freeit = rbio;
723                                 ret = 1;
724                                 goto out;
725                         }
726                 }
727
728                 /*
729                  * No merging, put us on the tail of the plug list, our rbio
730                  * will be started with the currently running rbio unlocks
731                  */
732                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
733                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
734                 ret = 1;
735                 goto out;
736         }
737 lockit:
738         refcount_inc(&rbio->refs);
739         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
740 out:
741         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
742         if (cache_drop)
743                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
744         if (freeit)
745                 __free_raid_bio(freeit);
746         return ret;
747 }
748
749 /*
750  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
751  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
752  */
753 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
754 {
755         int bucket;
756         struct btrfs_stripe_hash *h;
757         unsigned long flags;
758         int keep_cache = 0;
759
760         bucket = rbio_bucket(rbio);
761         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
762
763         if (list_empty(&rbio->plug_list))
764                 cache_rbio(rbio);
765
766         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
767         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
768
769         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
770                 /*
771                  * if we're still cached and there is no other IO
772                  * to perform, just leave this rbio here for others
773                  * to steal from later
774                  */
775                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
776                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
777                         keep_cache = 1;
778                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
779                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
780                         goto done;
781                 }
782
783                 list_del_init(&rbio->hash_list);
784                 refcount_dec(&rbio->refs);
785
786                 /*
787                  * we use the plug list to hold all the rbios
788                  * waiting for the chance to lock this stripe.
789                  * hand the lock over to one of them.
790                  */
791                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
792                         struct btrfs_raid_bio *next;
793                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
794
795                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
796                                           plug_list);
797
798                         list_del_init(&rbio->plug_list);
799
800                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
801                         refcount_inc(&next->refs);
802                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
803                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
804
805                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
806                                 start_async_work(next, read_rebuild_work);
807                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
808                                 steal_rbio(rbio, next);
809                                 start_async_work(next, read_rebuild_work);
810                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
811                                 steal_rbio(rbio, next);
812                                 start_async_work(next, rmw_work);
813                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
814                                 steal_rbio(rbio, next);
815                                 start_async_work(next, scrub_parity_work);
816                         }
817
818                         goto done_nolock;
819                 }
820         }
821 done:
822         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
823         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
824
825 done_nolock:
826         if (!keep_cache)
827                 remove_rbio_from_cache(rbio);
828 }
829
830 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
831 {
832         int i;
833
834         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
835                 return;
836
837         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
838         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
839         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
840
841         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
842                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
843                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
844                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
845                 }
846         }
847
848         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
849         kfree(rbio);
850 }
851
852 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
853 {
854         struct bio *next;
855
856         while (cur) {
857                 next = cur->bi_next;
858                 cur->bi_next = NULL;
859                 cur->bi_status = err;
860                 bio_endio(cur);
861                 cur = next;
862         }
863 }
864
865 /*
866  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
867  * bio_list and calls end_io on them
868  */
869 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
870 {
871         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
872         struct bio *extra;
873
874         if (rbio->generic_bio_cnt)
875                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
876
877         /*
878          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
879          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
880          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
881          * becomes non-empty.
882          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
883          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
884          */
885         unlock_stripe(rbio);
886         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
887         __free_raid_bio(rbio);
888
889         rbio_endio_bio_list(cur, err);
890         if (extra)
891                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
892 }
893
894 /*
895  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
896  * get here, we've written a full stripe
897  */
898 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
899 {
900         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
901         blk_status_t err = bio->bi_status;
902         int max_errors;
903
904         if (err)
905                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
906
907         bio_put(bio);
908
909         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
910                 return;
911
912         err = BLK_STS_OK;
913
914         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
915         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
916                      0 : rbio->bbio->max_errors;
917         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
918                 err = BLK_STS_IOERR;
919
920         rbio_orig_end_io(rbio, err);
921 }
922
923 /*
924  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
925  * any pages it included, and then use the rbio for everything
926  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
927  * and page number in that stripe fall inside the original bio
928  * or the rbio.
929  *
930  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
931  * that are outside the bio_list
932  *
933  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
934  * and the caller must bump refs as required.
935  *
936  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
937  * the answers from this function.
938  */
939 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
940                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
941 {
942         int chunk_page;
943         struct page *p = NULL;
944
945         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
946
947         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
948         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
949         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
950
951         if (p || bio_list_only)
952                 return p;
953
954         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
955 }
956
957 /*
958  * number of pages we need for the entire stripe across all the
959  * drives
960  */
961 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
962 {
963         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
964 }
965
966 /*
967  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
968  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
969  */
970 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
971                                          struct btrfs_bio *bbio,
972                                          u64 stripe_len)
973 {
974         struct btrfs_raid_bio *rbio;
975         int nr_data = 0;
976         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
977         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
978         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
979         void *p;
980
981         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) +
982                        sizeof(*rbio->stripe_pages) * num_pages +
983                        sizeof(*rbio->bio_pages) * num_pages +
984                        sizeof(*rbio->finish_pointers) * real_stripes +
985                        sizeof(*rbio->dbitmap) * BITS_TO_LONGS(stripe_npages) +
986                        sizeof(*rbio->finish_pbitmap) *
987                                 BITS_TO_LONGS(stripe_npages),
988                        GFP_NOFS);
989         if (!rbio)
990                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
991
992         bio_list_init(&rbio->bio_list);
993         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
994         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
995         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
996         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
997         rbio->bbio = bbio;
998         rbio->fs_info = fs_info;
999         rbio->stripe_len = stripe_len;
1000         rbio->nr_pages = num_pages;
1001         rbio->real_stripes = real_stripes;
1002         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1003         rbio->faila = -1;
1004         rbio->failb = -1;
1005         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1006         atomic_set(&rbio->error, 0);
1007         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1008
1009         /*
1010          * the stripe_pages, bio_pages, etc arrays point to the extra
1011          * memory we allocated past the end of the rbio
1012          */
1013         p = rbio + 1;
1014 #define CONSUME_ALLOC(ptr, count)       do {                            \
1015                 ptr = p;                                                \
1016                 p = (unsigned char *)p + sizeof(*(ptr)) * (count);      \
1017         } while (0)
1018         CONSUME_ALLOC(rbio->stripe_pages, num_pages);
1019         CONSUME_ALLOC(rbio->bio_pages, num_pages);
1020         CONSUME_ALLOC(rbio->finish_pointers, real_stripes);
1021         CONSUME_ALLOC(rbio->dbitmap, BITS_TO_LONGS(stripe_npages));
1022         CONSUME_ALLOC(rbio->finish_pbitmap, BITS_TO_LONGS(stripe_npages));
1023 #undef  CONSUME_ALLOC
1024
1025         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1026                 nr_data = real_stripes - 1;
1027         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1028                 nr_data = real_stripes - 2;
1029         else
1030                 BUG();
1031
1032         rbio->nr_data = nr_data;
1033         return rbio;
1034 }
1035
1036 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1037 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1038 {
1039         int i;
1040         struct page *page;
1041
1042         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1043                 if (rbio->stripe_pages[i])
1044                         continue;
1045                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1046                 if (!page)
1047                         return -ENOMEM;
1048                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1049         }
1050         return 0;
1051 }
1052
1053 /* only allocate pages for p/q stripes */
1054 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1055 {
1056         int i;
1057         struct page *page;
1058
1059         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1060
1061         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1062                 if (rbio->stripe_pages[i])
1063                         continue;
1064                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1065                 if (!page)
1066                         return -ENOMEM;
1067                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1068         }
1069         return 0;
1070 }
1071
1072 /*
1073  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1074  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1075  * zero if all went well.
1076  */
1077 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1078                             struct bio_list *bio_list,
1079                             struct page *page,
1080                             int stripe_nr,
1081                             unsigned long page_index,
1082                             unsigned long bio_max_len)
1083 {
1084         struct bio *last = bio_list->tail;
1085         int ret;
1086         struct bio *bio;
1087         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1088         u64 disk_start;
1089
1090         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1091         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1092
1093         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1094         if (!stripe->dev->bdev)
1095                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1096
1097         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1098         if (last) {
1099                 u64 last_end = last->bi_iter.bi_sector << 9;
1100                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1101
1102                 /*
1103                  * we can't merge these if they are from different
1104                  * devices or if they are not contiguous
1105                  */
1106                 if (last_end == disk_start && !last->bi_status &&
1107                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1108                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1109                         if (ret == PAGE_SIZE)
1110                                 return 0;
1111                 }
1112         }
1113
1114         /* put a new bio on the list */
1115         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1116         btrfs_io_bio(bio)->device = stripe->dev;
1117         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1118         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1119         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1120
1121         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1122         bio_list_add(bio_list, bio);
1123         return 0;
1124 }
1125
1126 /*
1127  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1128  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1129  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1130  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1131  * after we've reconstructed the failed stripes
1132  */
1133 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1134 {
1135         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1136                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1137                 __raid56_parity_recover(rbio);
1138         } else {
1139                 finish_rmw(rbio);
1140         }
1141 }
1142
1143 /*
1144  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1145  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1146  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1147  * reconstruction.
1148  *
1149  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1150  */
1151 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1152 {
1153         struct bio *bio;
1154         u64 start;
1155         unsigned long stripe_offset;
1156         unsigned long page_index;
1157
1158         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1159         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1160                 struct bio_vec bvec;
1161                 struct bvec_iter iter;
1162                 int i = 0;
1163
1164                 start = bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1165                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1166                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1167
1168                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1169                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1170
1171                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1172                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1173                         i++;
1174                 }
1175         }
1176         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1177 }
1178
1179 /*
1180  * this is called from one of two situations.  We either
1181  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1182  * the missing bits off disk.
1183  *
1184  * This will calculate the parity and then send down any
1185  * changed blocks.
1186  */
1187 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1188 {
1189         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1190         void **pointers = rbio->finish_pointers;
1191         int nr_data = rbio->nr_data;
1192         int stripe;
1193         int pagenr;
1194         bool has_qstripe;
1195         struct bio_list bio_list;
1196         struct bio *bio;
1197         int ret;
1198
1199         bio_list_init(&bio_list);
1200
1201         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
1202                 has_qstripe = false;
1203         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
1204                 has_qstripe = true;
1205         else
1206                 BUG();
1207
1208         /* at this point we either have a full stripe,
1209          * or we've read the full stripe from the drive.
1210          * recalculate the parity and write the new results.
1211          *
1212          * We're not allowed to add any new bios to the
1213          * bio list here, anyone else that wants to
1214          * change this stripe needs to do their own rmw.
1215          */
1216         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1217         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1218         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1219
1220         atomic_set(&rbio->error, 0);
1221
1222         /*
1223          * now that we've set rmw_locked, run through the
1224          * bio list one last time and map the page pointers
1225          *
1226          * We don't cache full rbios because we're assuming
1227          * the higher layers are unlikely to use this area of
1228          * the disk again soon.  If they do use it again,
1229          * hopefully they will send another full bio.
1230          */
1231         index_rbio_pages(rbio);
1232         if (!rbio_is_full(rbio))
1233                 cache_rbio_pages(rbio);
1234         else
1235                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1236
1237         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1238                 struct page *p;
1239                 /* first collect one page from each data stripe */
1240                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1241                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1242                         pointers[stripe] = kmap(p);
1243                 }
1244
1245                 /* then add the parity stripe */
1246                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1247                 SetPageUptodate(p);
1248                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1249
1250                 if (has_qstripe) {
1251
1252                         /*
1253                          * raid6, add the qstripe and call the
1254                          * library function to fill in our p/q
1255                          */
1256                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1257                         SetPageUptodate(p);
1258                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1259
1260                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1261                                                 pointers);
1262                 } else {
1263                         /* raid5 */
1264                         copy_page(pointers[nr_data], pointers[0]);
1265                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1266                 }
1267
1268
1269                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1270                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1271         }
1272
1273         /*
1274          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1275          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1276          * everything else.
1277          */
1278         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1279                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1280                         struct page *page;
1281                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1282                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1283                                 if (!page)
1284                                         continue;
1285                         } else {
1286                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1287                         }
1288
1289                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1290                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1291                         if (ret)
1292                                 goto cleanup;
1293                 }
1294         }
1295
1296         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1297                 goto write_data;
1298
1299         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1300                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1301                         continue;
1302
1303                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1304                         struct page *page;
1305                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1306                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1307                                 if (!page)
1308                                         continue;
1309                         } else {
1310                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1311                         }
1312
1313                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1314                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1315                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1316                         if (ret)
1317                                 goto cleanup;
1318                 }
1319         }
1320
1321 write_data:
1322         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1323         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1324
1325         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list))) {
1326                 bio->bi_private = rbio;
1327                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1328                 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE;
1329
1330                 submit_bio(bio);
1331         }
1332         return;
1333
1334 cleanup:
1335         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1336
1337         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1338                 bio_put(bio);
1339 }
1340
1341 /*
1342  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1343  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1344  * so it looks up based on physical sector numbers.
1345  */
1346 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1347                            struct bio *bio)
1348 {
1349         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
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                 if (in_range(physical, stripe->physical, rbio->stripe_len) &&
1358                     stripe->dev->bdev && bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1359                         return i;
1360                 }
1361         }
1362         return -1;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * helper to find the stripe number for a given
1367  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1368  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1369  */
1370 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1371                                    struct bio *bio)
1372 {
1373         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1374         int i;
1375
1376         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1377                 u64 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1378
1379                 if (in_range(logical, stripe_start, rbio->stripe_len))
1380                         return i;
1381         }
1382         return -1;
1383 }
1384
1385 /*
1386  * returns -EIO if we had too many failures
1387  */
1388 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1389 {
1390         unsigned long flags;
1391         int ret = 0;
1392
1393         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1394
1395         /* we already know this stripe is bad, move on */
1396         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1397                 goto out;
1398
1399         if (rbio->faila == -1) {
1400                 /* first failure on this rbio */
1401                 rbio->faila = failed;
1402                 atomic_inc(&rbio->error);
1403         } else if (rbio->failb == -1) {
1404                 /* second failure on this rbio */
1405                 rbio->failb = failed;
1406                 atomic_inc(&rbio->error);
1407         } else {
1408                 ret = -EIO;
1409         }
1410 out:
1411         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1412
1413         return ret;
1414 }
1415
1416 /*
1417  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1418  * bio.
1419  */
1420 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1421                            struct bio *bio)
1422 {
1423         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1424
1425         if (failed < 0)
1426                 return -EIO;
1427
1428         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1429 }
1430
1431 /*
1432  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1433  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1434  */
1435 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1436 {
1437         struct bio_vec *bvec;
1438         struct bvec_iter_all iter_all;
1439
1440         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1441
1442         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1443                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1444 }
1445
1446 /*
1447  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1448  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1449  * stripe.
1450  *
1451  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1452  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1453  */
1454 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1455 {
1456         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1457
1458         if (bio->bi_status)
1459                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1460         else
1461                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1462
1463         bio_put(bio);
1464
1465         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1466                 return;
1467
1468         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1469                 goto cleanup;
1470
1471         /*
1472          * this will normally call finish_rmw to start our write
1473          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1474          * from parity first
1475          */
1476         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1477         return;
1478
1479 cleanup:
1480
1481         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1482 }
1483
1484 /*
1485  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1486  * unlock after all the writes are done
1487  */
1488 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1489 {
1490         int bios_to_read = 0;
1491         struct bio_list bio_list;
1492         int ret;
1493         int pagenr;
1494         int stripe;
1495         struct bio *bio;
1496
1497         bio_list_init(&bio_list);
1498
1499         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1500         if (ret)
1501                 goto cleanup;
1502
1503         index_rbio_pages(rbio);
1504
1505         atomic_set(&rbio->error, 0);
1506         /*
1507          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1508          * stripe
1509          */
1510         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1511                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1512                         struct page *page;
1513                         /*
1514                          * we want to find all the pages missing from
1515                          * the rbio and read them from the disk.  If
1516                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1517                          * we don't need to read it off the stripe.
1518                          */
1519                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1520                         if (page)
1521                                 continue;
1522
1523                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1524                         /*
1525                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1526                          * page.  If so, be happy and use it
1527                          */
1528                         if (PageUptodate(page))
1529                                 continue;
1530
1531                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1532                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1533                         if (ret)
1534                                 goto cleanup;
1535                 }
1536         }
1537
1538         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1539         if (!bios_to_read) {
1540                 /*
1541                  * this can happen if others have merged with
1542                  * us, it means there is nothing left to read.
1543                  * But if there are missing devices it may not be
1544                  * safe to do the full stripe write yet.
1545                  */
1546                 goto finish;
1547         }
1548
1549         /*
1550          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1551          * not to touch it after that
1552          */
1553         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1554         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list))) {
1555                 bio->bi_private = rbio;
1556                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1557                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
1558
1559                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1560
1561                 submit_bio(bio);
1562         }
1563         /* the actual write will happen once the reads are done */
1564         return 0;
1565
1566 cleanup:
1567         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1568
1569         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1570                 bio_put(bio);
1571
1572         return -EIO;
1573
1574 finish:
1575         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1576         return 0;
1577 }
1578
1579 /*
1580  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1581  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1582  */
1583 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1584 {
1585         int ret;
1586
1587         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1588         if (ret) {
1589                 __free_raid_bio(rbio);
1590                 return ret;
1591         }
1592
1593         ret = lock_stripe_add(rbio);
1594         if (ret == 0)
1595                 finish_rmw(rbio);
1596         return 0;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1601  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1602  * rbio before calculating new parity
1603  */
1604 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1605 {
1606         int ret;
1607
1608         ret = lock_stripe_add(rbio);
1609         if (ret == 0)
1610                 start_async_work(rbio, rmw_work);
1611         return 0;
1612 }
1613
1614 /*
1615  * sometimes while we were reading from the drive to
1616  * recalculate parity, enough new bios come into create
1617  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1618  * go directly to finish_rmw
1619  */
1620 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1621 {
1622         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1623         if (!rbio_is_full(rbio))
1624                 return partial_stripe_write(rbio);
1625         return full_stripe_write(rbio);
1626 }
1627
1628 /*
1629  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1630  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1631  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1632  * we sort the list by logical block number and merge
1633  * everything we can into the same rbios
1634  */
1635 struct btrfs_plug_cb {
1636         struct blk_plug_cb cb;
1637         struct btrfs_fs_info *info;
1638         struct list_head rbio_list;
1639         struct btrfs_work work;
1640 };
1641
1642 /*
1643  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1644  */
1645 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1646 {
1647         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1648                                                  plug_list);
1649         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1650                                                  plug_list);
1651         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1652         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1653
1654         if (a_sector < b_sector)
1655                 return -1;
1656         if (a_sector > b_sector)
1657                 return 1;
1658         return 0;
1659 }
1660
1661 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1662 {
1663         struct btrfs_raid_bio *cur;
1664         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1665
1666         /*
1667          * sort our plug list then try to merge
1668          * everything we can in hopes of creating full
1669          * stripes.
1670          */
1671         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1672         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1673                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1674                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1675                 list_del_init(&cur->plug_list);
1676
1677                 if (rbio_is_full(cur)) {
1678                         int ret;
1679
1680                         /* we have a full stripe, send it down */
1681                         ret = full_stripe_write(cur);
1682                         BUG_ON(ret);
1683                         continue;
1684                 }
1685                 if (last) {
1686                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1687                                 merge_rbio(last, cur);
1688                                 __free_raid_bio(cur);
1689                                 continue;
1690
1691                         }
1692                         __raid56_parity_write(last);
1693                 }
1694                 last = cur;
1695         }
1696         if (last) {
1697                 __raid56_parity_write(last);
1698         }
1699         kfree(plug);
1700 }
1701
1702 /*
1703  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1704  * work off to a helper thread
1705  */
1706 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1707 {
1708         struct btrfs_plug_cb *plug;
1709         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1710         run_plug(plug);
1711 }
1712
1713 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1714 {
1715         struct btrfs_plug_cb *plug;
1716         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1717
1718         if (from_schedule) {
1719                 btrfs_init_work(&plug->work, unplug_work, NULL, NULL);
1720                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1721                                  &plug->work);
1722                 return;
1723         }
1724         run_plug(plug);
1725 }
1726
1727 /*
1728  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1729  */
1730 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1731                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1732 {
1733         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1734         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1735         struct blk_plug_cb *cb;
1736         int ret;
1737
1738         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1739         if (IS_ERR(rbio)) {
1740                 btrfs_put_bbio(bbio);
1741                 return PTR_ERR(rbio);
1742         }
1743         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1744         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1745         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1746
1747         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1748         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1749
1750         /*
1751          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1752          * as quickly as we can
1753          */
1754         if (rbio_is_full(rbio)) {
1755                 ret = full_stripe_write(rbio);
1756                 if (ret)
1757                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1758                 return ret;
1759         }
1760
1761         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1762         if (cb) {
1763                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1764                 if (!plug->info) {
1765                         plug->info = fs_info;
1766                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1767                 }
1768                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1769                 ret = 0;
1770         } else {
1771                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1772                 if (ret)
1773                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1774         }
1775         return ret;
1776 }
1777
1778 /*
1779  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1780  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1781  * sorting the good from the bad.
1782  */
1783 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1784 {
1785         int pagenr, stripe;
1786         void **pointers;
1787         int faila = -1, failb = -1;
1788         struct page *page;
1789         blk_status_t err;
1790         int i;
1791
1792         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1793         if (!pointers) {
1794                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1795                 goto cleanup_io;
1796         }
1797
1798         faila = rbio->faila;
1799         failb = rbio->failb;
1800
1801         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1802             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1803                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1804                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1805                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1806         }
1807
1808         index_rbio_pages(rbio);
1809
1810         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1811                 /*
1812                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1813                  * which we have data when doing parity scrub.
1814                  */
1815                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1816                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1817                         continue;
1818
1819                 /* setup our array of pointers with pages
1820                  * from each stripe
1821                  */
1822                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1823                         /*
1824                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1825                          * pages from the bio list
1826                          */
1827                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1828                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1829                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1830                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1831                         } else {
1832                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1833                         }
1834                         pointers[stripe] = kmap(page);
1835                 }
1836
1837                 /* all raid6 handling here */
1838                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1839                         /*
1840                          * single failure, rebuild from parity raid5
1841                          * style
1842                          */
1843                         if (failb < 0) {
1844                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1845                                         /*
1846                                          * Just the P stripe has failed, without
1847                                          * a bad data or Q stripe.
1848                                          * TODO, we should redo the xor here.
1849                                          */
1850                                         err = BLK_STS_IOERR;
1851                                         goto cleanup;
1852                                 }
1853                                 /*
1854                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1855                                  * in the pstripe code below
1856                                  */
1857                                 goto pstripe;
1858                         }
1859
1860                         /* make sure our ps and qs are in order */
1861                         if (faila > failb)
1862                                 swap(faila, failb);
1863
1864                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1865                          * from the xors.
1866                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1867                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1868                          * data they want
1869                          */
1870                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1871                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1872                                     RAID5_P_STRIPE) {
1873                                         err = BLK_STS_IOERR;
1874                                         goto cleanup;
1875                                 }
1876                                 /*
1877                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1878                                  * a good P stripe.  raid5!
1879                                  */
1880                                 goto pstripe;
1881                         }
1882
1883                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1884                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1885                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1886                         } else {
1887                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1888                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1889                                                   pointers);
1890                         }
1891                 } else {
1892                         void *p;
1893
1894                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1895                         BUG_ON(failb != -1);
1896 pstripe:
1897                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1898                         copy_page(pointers[faila], pointers[rbio->nr_data]);
1899
1900                         /* rearrange the pointer array */
1901                         p = pointers[faila];
1902                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1903                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1904                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1905
1906                         /* xor in the rest */
1907                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1908                 }
1909                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1910                  * and set all of our private rbio pages in the
1911                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1912                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1913                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1914                  */
1915                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1916                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1917                                 if (faila != -1) {
1918                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1919                                         SetPageUptodate(page);
1920                                 }
1921                                 if (failb != -1) {
1922                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1923                                         SetPageUptodate(page);
1924                                 }
1925                         }
1926                 }
1927                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1928                         /*
1929                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1930                          * pages from the bio list
1931                          */
1932                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1933                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1934                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1935                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1936                         } else {
1937                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1938                         }
1939                         kunmap(page);
1940                 }
1941         }
1942
1943         err = BLK_STS_OK;
1944 cleanup:
1945         kfree(pointers);
1946
1947 cleanup_io:
1948         /*
1949          * Similar to READ_REBUILD, REBUILD_MISSING at this point also has a
1950          * valid rbio which is consistent with ondisk content, thus such a
1951          * valid rbio can be cached to avoid further disk reads.
1952          */
1953         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1954             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1955                 /*
1956                  * - In case of two failures, where rbio->failb != -1:
1957                  *
1958                  *   Do not cache this rbio since the above read reconstruction
1959                  *   (raid6_datap_recov() or raid6_2data_recov()) may have
1960                  *   changed some content of stripes which are not identical to
1961                  *   on-disk content any more, otherwise, a later write/recover
1962                  *   may steal stripe_pages from this rbio and end up with
1963                  *   corruptions or rebuild failures.
1964                  *
1965                  * - In case of single failure, where rbio->failb == -1:
1966                  *
1967                  *   Cache this rbio iff the above read reconstruction is
1968                  *   executed without problems.
1969                  */
1970                 if (err == BLK_STS_OK && rbio->failb < 0)
1971                         cache_rbio_pages(rbio);
1972                 else
1973                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1974
1975                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1976         } else if (err == BLK_STS_OK) {
1977                 rbio->faila = -1;
1978                 rbio->failb = -1;
1979
1980                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1981                         finish_rmw(rbio);
1982                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1983                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1984                 else
1985                         BUG();
1986         } else {
1987                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1988         }
1989 }
1990
1991 /*
1992  * This is called only for stripes we've read from disk to
1993  * reconstruct the parity.
1994  */
1995 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1996 {
1997         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1998
1999         /*
2000          * we only read stripe pages off the disk, set them
2001          * up to date if there were no errors
2002          */
2003         if (bio->bi_status)
2004                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2005         else
2006                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2007         bio_put(bio);
2008
2009         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2010                 return;
2011
2012         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2013                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2014         else
2015                 __raid_recover_end_io(rbio);
2016 }
2017
2018 /*
2019  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2020  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2021  * when the IO is done.
2022  *
2023  * This is used both for reads from the higher layers and for
2024  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2025  */
2026 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2027 {
2028         int bios_to_read = 0;
2029         struct bio_list bio_list;
2030         int ret;
2031         int pagenr;
2032         int stripe;
2033         struct bio *bio;
2034
2035         bio_list_init(&bio_list);
2036
2037         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2038         if (ret)
2039                 goto cleanup;
2040
2041         atomic_set(&rbio->error, 0);
2042
2043         /*
2044          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2045          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2046          * pages are going to be uptodate.
2047          */
2048         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2049                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2050                         atomic_inc(&rbio->error);
2051                         continue;
2052                 }
2053
2054                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2055                         struct page *p;
2056
2057                         /*
2058                          * the rmw code may have already read this
2059                          * page in
2060                          */
2061                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2062                         if (PageUptodate(p))
2063                                 continue;
2064
2065                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2066                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2067                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2068                         if (ret < 0)
2069                                 goto cleanup;
2070                 }
2071         }
2072
2073         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2074         if (!bios_to_read) {
2075                 /*
2076                  * we might have no bios to read just because the pages
2077                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2078                  * the devices were gone.
2079                  */
2080                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2081                         __raid_recover_end_io(rbio);
2082                         return 0;
2083                 } else {
2084                         goto cleanup;
2085                 }
2086         }
2087
2088         /*
2089          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2090          * not to touch it after that
2091          */
2092         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2093         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list))) {
2094                 bio->bi_private = rbio;
2095                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2096                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2097
2098                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2099
2100                 submit_bio(bio);
2101         }
2102
2103         return 0;
2104
2105 cleanup:
2106         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2107             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2108                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2109
2110         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2111                 bio_put(bio);
2112
2113         return -EIO;
2114 }
2115
2116 /*
2117  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2118  * is really only called when the normal read path had a failure,
2119  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2120  * of the drive.
2121  */
2122 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2123                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2124                           int mirror_num, int generic_io)
2125 {
2126         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2127         int ret;
2128
2129         if (generic_io) {
2130                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2131                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2132         }
2133
2134         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2135         if (IS_ERR(rbio)) {
2136                 if (generic_io)
2137                         btrfs_put_bbio(bbio);
2138                 return PTR_ERR(rbio);
2139         }
2140
2141         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2142         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2143         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2144
2145         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2146         if (rbio->faila == -1) {
2147                 btrfs_warn(fs_info,
2148         "%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)",
2149                            __func__, bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2150                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2151                 if (generic_io)
2152                         btrfs_put_bbio(bbio);
2153                 kfree(rbio);
2154                 return -EIO;
2155         }
2156
2157         if (generic_io) {
2158                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2159                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2160         } else {
2161                 btrfs_get_bbio(bbio);
2162         }
2163
2164         /*
2165          * Loop retry:
2166          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2167          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2168          */
2169         if (mirror_num > 2) {
2170                 /*
2171                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2172                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2173                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2174                  */
2175                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2176                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2177                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2178                         rbio->failb--;
2179         }
2180
2181         ret = lock_stripe_add(rbio);
2182
2183         /*
2184          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2185          * any errors it hits.  We don't want to return
2186          * its error value up the stack because our caller
2187          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2188          * return
2189          */
2190         if (ret == 0)
2191                 __raid56_parity_recover(rbio);
2192         /*
2193          * our rbio has been added to the list of
2194          * rbios that will be handled after the
2195          * currently lock owner is done
2196          */
2197         return 0;
2198
2199 }
2200
2201 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2202 {
2203         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2204
2205         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2206         raid56_rmw_stripe(rbio);
2207 }
2208
2209 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2210 {
2211         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2212
2213         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2214         __raid56_parity_recover(rbio);
2215 }
2216
2217 /*
2218  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2219  *
2220  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2221  *
2222  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2223  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2224  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2225  */
2226
2227 struct btrfs_raid_bio *
2228 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2229                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2230                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2231                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2232 {
2233         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2234         int i;
2235
2236         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2237         if (IS_ERR(rbio))
2238                 return NULL;
2239         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2240         /*
2241          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2242          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2243          */
2244         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2245         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2246
2247         /*
2248          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2249          * to the end position, so this search can start from the first parity
2250          * stripe.
2251          */
2252         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2253                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2254                         rbio->scrubp = i;
2255                         break;
2256                 }
2257         }
2258         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2259
2260         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2261         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2262         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2263         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2264
2265         /*
2266          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2267          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2268          */
2269         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2270
2271         return rbio;
2272 }
2273
2274 /* Used for both parity scrub and missing. */
2275 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2276                             u64 logical)
2277 {
2278         int stripe_offset;
2279         int index;
2280
2281         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2282         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2283                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2284         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2285         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2286         rbio->bio_pages[index] = page;
2287 }
2288
2289 /*
2290  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2291  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2292  */
2293 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2294 {
2295         int i;
2296         int bit;
2297         int index;
2298         struct page *page;
2299
2300         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2301                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2302                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2303                         if (rbio->stripe_pages[index])
2304                                 continue;
2305
2306                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2307                         if (!page)
2308                                 return -ENOMEM;
2309                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2310                 }
2311         }
2312         return 0;
2313 }
2314
2315 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2316                                          int need_check)
2317 {
2318         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2319         void **pointers = rbio->finish_pointers;
2320         unsigned long *pbitmap = rbio->finish_pbitmap;
2321         int nr_data = rbio->nr_data;
2322         int stripe;
2323         int pagenr;
2324         bool has_qstripe;
2325         struct page *p_page = NULL;
2326         struct page *q_page = NULL;
2327         struct bio_list bio_list;
2328         struct bio *bio;
2329         int is_replace = 0;
2330         int ret;
2331
2332         bio_list_init(&bio_list);
2333
2334         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2335                 has_qstripe = false;
2336         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2337                 has_qstripe = true;
2338         else
2339                 BUG();
2340
2341         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2342                 is_replace = 1;
2343                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2344         }
2345
2346         /*
2347          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2348          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2349          * it.
2350          */
2351         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2352
2353         if (!need_check)
2354                 goto writeback;
2355
2356         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2357         if (!p_page)
2358                 goto cleanup;
2359         SetPageUptodate(p_page);
2360
2361         if (has_qstripe) {
2362                 /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
2363                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2364                 if (!q_page) {
2365                         __free_page(p_page);
2366                         goto cleanup;
2367                 }
2368                 SetPageUptodate(q_page);
2369                 pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap(q_page);
2370         }
2371
2372         atomic_set(&rbio->error, 0);
2373
2374         /* Map the parity stripe just once */
2375         pointers[nr_data] = kmap(p_page);
2376
2377         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2378                 struct page *p;
2379                 void *parity;
2380                 /* first collect one page from each data stripe */
2381                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2382                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2383                         pointers[stripe] = kmap(p);
2384                 }
2385
2386                 if (has_qstripe) {
2387                         /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
2388                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2389                                                 pointers);
2390                 } else {
2391                         /* raid5 */
2392                         copy_page(pointers[nr_data], pointers[0]);
2393                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2394                 }
2395
2396                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2397                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2398                 parity = kmap(p);
2399                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2400                         copy_page(parity, pointers[rbio->scrubp]);
2401                 else
2402                         /* Parity is right, needn't writeback */
2403                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2404                 kunmap(p);
2405
2406                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++)
2407                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2408         }
2409
2410         kunmap(p_page);
2411         __free_page(p_page);
2412         if (q_page) {
2413                 kunmap(q_page);
2414                 __free_page(q_page);
2415         }
2416
2417 writeback:
2418         /*
2419          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2420          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2421          * everything else.
2422          */
2423         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2424                 struct page *page;
2425
2426                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2427                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2428                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2429                 if (ret)
2430                         goto cleanup;
2431         }
2432
2433         if (!is_replace)
2434                 goto submit_write;
2435
2436         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2437                 struct page *page;
2438
2439                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2440                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2441                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2442                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2443                 if (ret)
2444                         goto cleanup;
2445         }
2446
2447 submit_write:
2448         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2449         if (!nr_data) {
2450                 /* Every parity is right */
2451                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2452                 return;
2453         }
2454
2455         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2456
2457         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list))) {
2458                 bio->bi_private = rbio;
2459                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2460                 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE;
2461
2462                 submit_bio(bio);
2463         }
2464         return;
2465
2466 cleanup:
2467         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2468
2469         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2470                 bio_put(bio);
2471 }
2472
2473 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2474 {
2475         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2476                 return 1;
2477         return 0;
2478 }
2479
2480 /*
2481  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2482  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2483  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2484  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2485  * stripes
2486  */
2487 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2488 {
2489         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2490                 goto cleanup;
2491
2492         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2493                 int dfail = 0, failp = -1;
2494
2495                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2496                         dfail++;
2497                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2498                         failp = rbio->faila;
2499
2500                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2501                         dfail++;
2502                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2503                         failp = rbio->failb;
2504
2505                 /*
2506                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2507                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2508                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2509                  */
2510                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2511                         goto cleanup;
2512
2513                 /*
2514                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2515                  * repair the parity.
2516                  */
2517                 if (dfail == 0) {
2518                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2519                         return;
2520                 }
2521
2522                 /*
2523                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2524                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2525                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2526                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2527                  */
2528                 if (failp != rbio->scrubp)
2529                         goto cleanup;
2530
2531                 __raid_recover_end_io(rbio);
2532         } else {
2533                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2534         }
2535         return;
2536
2537 cleanup:
2538         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2539 }
2540
2541 /*
2542  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2543  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2544  * stripe.
2545  *
2546  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2547  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2548  */
2549 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2550 {
2551         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2552
2553         if (bio->bi_status)
2554                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2555         else
2556                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2557
2558         bio_put(bio);
2559
2560         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2561                 return;
2562
2563         /*
2564          * this will normally call finish_rmw to start our write
2565          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2566          * from parity first
2567          */
2568         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2569 }
2570
2571 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2572 {
2573         int bios_to_read = 0;
2574         struct bio_list bio_list;
2575         int ret;
2576         int pagenr;
2577         int stripe;
2578         struct bio *bio;
2579
2580         bio_list_init(&bio_list);
2581
2582         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2583         if (ret)
2584                 goto cleanup;
2585
2586         atomic_set(&rbio->error, 0);
2587         /*
2588          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2589          * stripe
2590          */
2591         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2592                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2593                         struct page *page;
2594                         /*
2595                          * we want to find all the pages missing from
2596                          * the rbio and read them from the disk.  If
2597                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2598                          * we don't need to read it off the stripe.
2599                          */
2600                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2601                         if (page)
2602                                 continue;
2603
2604                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2605                         /*
2606                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2607                          * page.  If so, be happy and use it
2608                          */
2609                         if (PageUptodate(page))
2610                                 continue;
2611
2612                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2613                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2614                         if (ret)
2615                                 goto cleanup;
2616                 }
2617         }
2618
2619         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2620         if (!bios_to_read) {
2621                 /*
2622                  * this can happen if others have merged with
2623                  * us, it means there is nothing left to read.
2624                  * But if there are missing devices it may not be
2625                  * safe to do the full stripe write yet.
2626                  */
2627                 goto finish;
2628         }
2629
2630         /*
2631          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2632          * not to touch it after that
2633          */
2634         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2635         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list))) {
2636                 bio->bi_private = rbio;
2637                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2638                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2639
2640                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2641
2642                 submit_bio(bio);
2643         }
2644         /* the actual write will happen once the reads are done */
2645         return;
2646
2647 cleanup:
2648         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2649
2650         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2651                 bio_put(bio);
2652
2653         return;
2654
2655 finish:
2656         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2657 }
2658
2659 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2660 {
2661         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2662
2663         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2664         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2665 }
2666
2667 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2668 {
2669         if (!lock_stripe_add(rbio))
2670                 start_async_work(rbio, scrub_parity_work);
2671 }
2672
2673 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2674
2675 struct btrfs_raid_bio *
2676 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2677                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2678 {
2679         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2680
2681         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2682         if (IS_ERR(rbio))
2683                 return NULL;
2684
2685         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2686         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2687         /*
2688          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2689          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2690          */
2691         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2692
2693         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2694         if (rbio->faila == -1) {
2695                 BUG();
2696                 kfree(rbio);
2697                 return NULL;
2698         }
2699
2700         /*
2701          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2702          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2703          */
2704         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2705
2706         return rbio;
2707 }
2708
2709 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2710 {
2711         if (!lock_stripe_add(rbio))
2712                 start_async_work(rbio, read_rebuild_work);
2713 }