OSDN Git Service

btrfs: send: limit number of clones and allocated memory size
[tomoyo/tomoyo-test1.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 "messages.h"
17 #include "misc.h"
18 #include "ctree.h"
19 #include "disk-io.h"
20 #include "volumes.h"
21 #include "raid56.h"
22 #include "async-thread.h"
23 #include "file-item.h"
24 #include "btrfs_inode.h"
25
26 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
27 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
28
29 /*
30  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
31  * of past RMW
32  */
33 #define RBIO_CACHE_BIT          2
34
35 /*
36  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
37  */
38 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
39
40 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
41
42 #define BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS                            11
43
44 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
45 struct btrfs_stripe_hash {
46         struct list_head hash_list;
47         spinlock_t lock;
48 };
49
50 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
51 struct btrfs_stripe_hash_table {
52         struct list_head stripe_cache;
53         spinlock_t cache_lock;
54         int cache_size;
55         struct btrfs_stripe_hash table[];
56 };
57
58 /*
59  * A bvec like structure to present a sector inside a page.
60  *
61  * Unlike bvec we don't need bvlen, as it's fixed to sectorsize.
62  */
63 struct sector_ptr {
64         struct page *page;
65         unsigned int pgoff:24;
66         unsigned int uptodate:8;
67 };
68
69 static void rmw_rbio_work(struct work_struct *work);
70 static void rmw_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
71 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
72 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
73
74 static int finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio, int need_check);
75 static void scrub_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
76
77 static void free_raid_bio_pointers(struct btrfs_raid_bio *rbio)
78 {
79         bitmap_free(rbio->error_bitmap);
80         kfree(rbio->stripe_pages);
81         kfree(rbio->bio_sectors);
82         kfree(rbio->stripe_sectors);
83         kfree(rbio->finish_pointers);
84 }
85
86 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
87 {
88         int i;
89
90         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
91                 return;
92
93         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
94         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
95         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
96
97         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
98                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
99                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
100                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
101                 }
102         }
103
104         btrfs_put_bioc(rbio->bioc);
105         free_raid_bio_pointers(rbio);
106         kfree(rbio);
107 }
108
109 static void start_async_work(struct btrfs_raid_bio *rbio, work_func_t work_func)
110 {
111         INIT_WORK(&rbio->work, work_func);
112         queue_work(rbio->bioc->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
113 }
114
115 /*
116  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
117  * bios in hopes of making a full stripe
118  */
119 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
120 {
121         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
122         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
123         struct btrfs_stripe_hash *cur;
124         struct btrfs_stripe_hash *h;
125         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
126         int i;
127
128         if (info->stripe_hash_table)
129                 return 0;
130
131         /*
132          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
133          * order 7 in case lock debugging is turned on.
134          *
135          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
136          * of a failing mount.
137          */
138         table = kvzalloc(struct_size(table, table, num_entries), GFP_KERNEL);
139         if (!table)
140                 return -ENOMEM;
141
142         spin_lock_init(&table->cache_lock);
143         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
144
145         h = table->table;
146
147         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
148                 cur = h + i;
149                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
150                 spin_lock_init(&cur->lock);
151         }
152
153         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
154         kvfree(x);
155         return 0;
156 }
157
158 /*
159  * caching an rbio means to copy anything from the
160  * bio_sectors array into the stripe_pages array.  We
161  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
162  * to indicate if it has valid data
163  *
164  * once the caching is done, we set the cache ready
165  * bit.
166  */
167 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
168 {
169         int i;
170         int ret;
171
172         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
173         if (ret)
174                 return;
175
176         for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
177                 /* Some range not covered by bio (partial write), skip it */
178                 if (!rbio->bio_sectors[i].page) {
179                         /*
180                          * Even if the sector is not covered by bio, if it is
181                          * a data sector it should still be uptodate as it is
182                          * read from disk.
183                          */
184                         if (i < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors)
185                                 ASSERT(rbio->stripe_sectors[i].uptodate);
186                         continue;
187                 }
188
189                 ASSERT(rbio->stripe_sectors[i].page);
190                 memcpy_page(rbio->stripe_sectors[i].page,
191                             rbio->stripe_sectors[i].pgoff,
192                             rbio->bio_sectors[i].page,
193                             rbio->bio_sectors[i].pgoff,
194                             rbio->bioc->fs_info->sectorsize);
195                 rbio->stripe_sectors[i].uptodate = 1;
196         }
197         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
198 }
199
200 /*
201  * we hash on the first logical address of the stripe
202  */
203 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
204 {
205         u64 num = rbio->bioc->raid_map[0];
206
207         /*
208          * we shift down quite a bit.  We're using byte
209          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
210          * This tends to upset hash_64, and it consistently
211          * returns just one or two different values.
212          *
213          * shifting off the lower bits fixes things.
214          */
215         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
216 }
217
218 static bool full_page_sectors_uptodate(struct btrfs_raid_bio *rbio,
219                                        unsigned int page_nr)
220 {
221         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
222         const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
223         int i;
224
225         ASSERT(page_nr < rbio->nr_pages);
226
227         for (i = sectors_per_page * page_nr;
228              i < sectors_per_page * page_nr + sectors_per_page;
229              i++) {
230                 if (!rbio->stripe_sectors[i].uptodate)
231                         return false;
232         }
233         return true;
234 }
235
236 /*
237  * Update the stripe_sectors[] array to use correct page and pgoff
238  *
239  * Should be called every time any page pointer in stripes_pages[] got modified.
240  */
241 static void index_stripe_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
242 {
243         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
244         u32 offset;
245         int i;
246
247         for (i = 0, offset = 0; i < rbio->nr_sectors; i++, offset += sectorsize) {
248                 int page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
249
250                 ASSERT(page_index < rbio->nr_pages);
251                 rbio->stripe_sectors[i].page = rbio->stripe_pages[page_index];
252                 rbio->stripe_sectors[i].pgoff = offset_in_page(offset);
253         }
254 }
255
256 static void steal_rbio_page(struct btrfs_raid_bio *src,
257                             struct btrfs_raid_bio *dest, int page_nr)
258 {
259         const u32 sectorsize = src->bioc->fs_info->sectorsize;
260         const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
261         int i;
262
263         if (dest->stripe_pages[page_nr])
264                 __free_page(dest->stripe_pages[page_nr]);
265         dest->stripe_pages[page_nr] = src->stripe_pages[page_nr];
266         src->stripe_pages[page_nr] = NULL;
267
268         /* Also update the sector->uptodate bits. */
269         for (i = sectors_per_page * page_nr;
270              i < sectors_per_page * page_nr + sectors_per_page; i++)
271                 dest->stripe_sectors[i].uptodate = true;
272 }
273
274 static bool is_data_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int page_nr)
275 {
276         const int sector_nr = (page_nr << PAGE_SHIFT) >>
277                               rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits;
278
279         /*
280          * We have ensured PAGE_SIZE is aligned with sectorsize, thus
281          * we won't have a page which is half data half parity.
282          *
283          * Thus if the first sector of the page belongs to data stripes, then
284          * the full page belongs to data stripes.
285          */
286         return (sector_nr < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors);
287 }
288
289 /*
290  * Stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe array
291  * in the source rbio and putting them into the destination rbio.
292  *
293  * This will also update the involved stripe_sectors[] which are referring to
294  * the old pages.
295  */
296 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
297 {
298         int i;
299
300         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
301                 return;
302
303         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
304                 struct page *p = src->stripe_pages[i];
305
306                 /*
307                  * We don't need to steal P/Q pages as they will always be
308                  * regenerated for RMW or full write anyway.
309                  */
310                 if (!is_data_stripe_page(src, i))
311                         continue;
312
313                 /*
314                  * If @src already has RBIO_CACHE_READY_BIT, it should have
315                  * all data stripe pages present and uptodate.
316                  */
317                 ASSERT(p);
318                 ASSERT(full_page_sectors_uptodate(src, i));
319                 steal_rbio_page(src, dest, i);
320         }
321         index_stripe_sectors(dest);
322         index_stripe_sectors(src);
323 }
324
325 /*
326  * merging means we take the bio_list from the victim and
327  * splice it into the destination.  The victim should
328  * be discarded afterwards.
329  *
330  * must be called with dest->rbio_list_lock held
331  */
332 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
333                        struct btrfs_raid_bio *victim)
334 {
335         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
336         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
337         /* Also inherit the bitmaps from @victim. */
338         bitmap_or(&dest->dbitmap, &victim->dbitmap, &dest->dbitmap,
339                   dest->stripe_nsectors);
340         bio_list_init(&victim->bio_list);
341 }
342
343 /*
344  * used to prune items that are in the cache.  The caller
345  * must hold the hash table lock.
346  */
347 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
348 {
349         int bucket = rbio_bucket(rbio);
350         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
351         struct btrfs_stripe_hash *h;
352         int freeit = 0;
353
354         /*
355          * check the bit again under the hash table lock.
356          */
357         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
358                 return;
359
360         table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
361         h = table->table + bucket;
362
363         /* hold the lock for the bucket because we may be
364          * removing it from the hash table
365          */
366         spin_lock(&h->lock);
367
368         /*
369          * hold the lock for the bio list because we need
370          * to make sure the bio list is empty
371          */
372         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
373
374         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
375                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
376                 table->cache_size -= 1;
377                 freeit = 1;
378
379                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
380                  * still involved in an IO.  We take it out
381                  * of the cache list, and drop the ref that
382                  * was held for the list.
383                  *
384                  * If the bio_list was empty, we also remove
385                  * the rbio from the hash_table, and drop
386                  * the corresponding ref
387                  */
388                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
389                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
390                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
391                                 refcount_dec(&rbio->refs);
392                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
393                         }
394                 }
395         }
396
397         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
398         spin_unlock(&h->lock);
399
400         if (freeit)
401                 free_raid_bio(rbio);
402 }
403
404 /*
405  * prune a given rbio from the cache
406  */
407 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
408 {
409         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
410         unsigned long flags;
411
412         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
413                 return;
414
415         table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
416
417         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
418         __remove_rbio_from_cache(rbio);
419         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
420 }
421
422 /*
423  * remove everything in the cache
424  */
425 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
426 {
427         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
428         unsigned long flags;
429         struct btrfs_raid_bio *rbio;
430
431         table = info->stripe_hash_table;
432
433         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
434         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
435                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
436                                   struct btrfs_raid_bio,
437                                   stripe_cache);
438                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
439         }
440         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
441 }
442
443 /*
444  * remove all cached entries and free the hash table
445  * used by unmount
446  */
447 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
448 {
449         if (!info->stripe_hash_table)
450                 return;
451         btrfs_clear_rbio_cache(info);
452         kvfree(info->stripe_hash_table);
453         info->stripe_hash_table = NULL;
454 }
455
456 /*
457  * insert an rbio into the stripe cache.  It
458  * must have already been prepared by calling
459  * cache_rbio_pages
460  *
461  * If this rbio was already cached, it gets
462  * moved to the front of the lru.
463  *
464  * If the size of the rbio cache is too big, we
465  * prune an item.
466  */
467 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
468 {
469         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
470         unsigned long flags;
471
472         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
473                 return;
474
475         table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
476
477         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
478         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
479
480         /* bump our ref if we were not in the list before */
481         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
482                 refcount_inc(&rbio->refs);
483
484         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
485                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
486         } else {
487                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
488                 table->cache_size += 1;
489         }
490
491         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
492
493         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
494                 struct btrfs_raid_bio *found;
495
496                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
497                                   struct btrfs_raid_bio,
498                                   stripe_cache);
499
500                 if (found != rbio)
501                         __remove_rbio_from_cache(found);
502         }
503
504         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
505 }
506
507 /*
508  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
509  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
510  * loop through.
511  */
512 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
513 {
514         int src_off = 0;
515         int xor_src_cnt = 0;
516         void *dest = pages[src_cnt];
517
518         while(src_cnt > 0) {
519                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
520                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
521
522                 src_cnt -= xor_src_cnt;
523                 src_off += xor_src_cnt;
524         }
525 }
526
527 /*
528  * Returns true if the bio list inside this rbio covers an entire stripe (no
529  * rmw required).
530  */
531 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
532 {
533         unsigned long flags;
534         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
535         int ret = 1;
536
537         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
538         if (size != rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN)
539                 ret = 0;
540         BUG_ON(size > rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN);
541         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
542
543         return ret;
544 }
545
546 /*
547  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
548  * The merging is safe if the two rbios correspond to
549  * the same stripe and if they are both going in the same
550  * direction (read vs write), and if neither one is
551  * locked for final IO
552  *
553  * The caller is responsible for locking such that
554  * rmw_locked is safe to test
555  */
556 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
557                           struct btrfs_raid_bio *cur)
558 {
559         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
560             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
561                 return 0;
562
563         /*
564          * we can't merge with cached rbios, since the
565          * idea is that when we merge the destination
566          * rbio is going to run our IO for us.  We can
567          * steal from cached rbios though, other functions
568          * handle that.
569          */
570         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
571             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
572                 return 0;
573
574         if (last->bioc->raid_map[0] != cur->bioc->raid_map[0])
575                 return 0;
576
577         /* we can't merge with different operations */
578         if (last->operation != cur->operation)
579                 return 0;
580         /*
581          * We've need read the full stripe from the drive.
582          * check and repair the parity and write the new results.
583          *
584          * We're not allowed to add any new bios to the
585          * bio list here, anyone else that wants to
586          * change this stripe needs to do their own rmw.
587          */
588         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
589                 return 0;
590
591         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
592             last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
593                 return 0;
594
595         return 1;
596 }
597
598 static unsigned int rbio_stripe_sector_index(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
599                                              unsigned int stripe_nr,
600                                              unsigned int sector_nr)
601 {
602         ASSERT(stripe_nr < rbio->real_stripes);
603         ASSERT(sector_nr < rbio->stripe_nsectors);
604
605         return stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
606 }
607
608 /* Return a sector from rbio->stripe_sectors, not from the bio list */
609 static struct sector_ptr *rbio_stripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
610                                              unsigned int stripe_nr,
611                                              unsigned int sector_nr)
612 {
613         return &rbio->stripe_sectors[rbio_stripe_sector_index(rbio, stripe_nr,
614                                                               sector_nr)];
615 }
616
617 /* Grab a sector inside P stripe */
618 static struct sector_ptr *rbio_pstripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
619                                               unsigned int sector_nr)
620 {
621         return rbio_stripe_sector(rbio, rbio->nr_data, sector_nr);
622 }
623
624 /* Grab a sector inside Q stripe, return NULL if not RAID6 */
625 static struct sector_ptr *rbio_qstripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
626                                               unsigned int sector_nr)
627 {
628         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
629                 return NULL;
630         return rbio_stripe_sector(rbio, rbio->nr_data + 1, sector_nr);
631 }
632
633 /*
634  * The first stripe in the table for a logical address
635  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
636  *
637  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
638  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
639  * themselves.
640  *
641  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
642  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
643  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
644  *
645  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
646  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
647  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
648  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
649  * 1 is returned
650  *
651  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
652  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
653  * already been freed.
654  */
655 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
656 {
657         struct btrfs_stripe_hash *h;
658         struct btrfs_raid_bio *cur;
659         struct btrfs_raid_bio *pending;
660         unsigned long flags;
661         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
662         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
663         int ret = 0;
664
665         h = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table->table + rbio_bucket(rbio);
666
667         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
668         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
669                 if (cur->bioc->raid_map[0] != rbio->bioc->raid_map[0])
670                         continue;
671
672                 spin_lock(&cur->bio_list_lock);
673
674                 /* Can we steal this cached rbio's pages? */
675                 if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
676                     list_empty(&cur->plug_list) &&
677                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
678                     !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
679                         list_del_init(&cur->hash_list);
680                         refcount_dec(&cur->refs);
681
682                         steal_rbio(cur, rbio);
683                         cache_drop = cur;
684                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
685
686                         goto lockit;
687                 }
688
689                 /* Can we merge into the lock owner? */
690                 if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
691                         merge_rbio(cur, rbio);
692                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
693                         freeit = rbio;
694                         ret = 1;
695                         goto out;
696                 }
697
698
699                 /*
700                  * We couldn't merge with the running rbio, see if we can merge
701                  * with the pending ones.  We don't have to check for rmw_locked
702                  * because there is no way they are inside finish_rmw right now
703                  */
704                 list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list, plug_list) {
705                         if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
706                                 merge_rbio(pending, rbio);
707                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
708                                 freeit = rbio;
709                                 ret = 1;
710                                 goto out;
711                         }
712                 }
713
714                 /*
715                  * No merging, put us on the tail of the plug list, our rbio
716                  * will be started with the currently running rbio unlocks
717                  */
718                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
719                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
720                 ret = 1;
721                 goto out;
722         }
723 lockit:
724         refcount_inc(&rbio->refs);
725         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
726 out:
727         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
728         if (cache_drop)
729                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
730         if (freeit)
731                 free_raid_bio(freeit);
732         return ret;
733 }
734
735 static void recover_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
736
737 /*
738  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
739  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
740  */
741 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
742 {
743         int bucket;
744         struct btrfs_stripe_hash *h;
745         unsigned long flags;
746         int keep_cache = 0;
747
748         bucket = rbio_bucket(rbio);
749         h = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
750
751         if (list_empty(&rbio->plug_list))
752                 cache_rbio(rbio);
753
754         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
755         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
756
757         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
758                 /*
759                  * if we're still cached and there is no other IO
760                  * to perform, just leave this rbio here for others
761                  * to steal from later
762                  */
763                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
764                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
765                         keep_cache = 1;
766                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
767                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
768                         goto done;
769                 }
770
771                 list_del_init(&rbio->hash_list);
772                 refcount_dec(&rbio->refs);
773
774                 /*
775                  * we use the plug list to hold all the rbios
776                  * waiting for the chance to lock this stripe.
777                  * hand the lock over to one of them.
778                  */
779                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
780                         struct btrfs_raid_bio *next;
781                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
782
783                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
784                                           plug_list);
785
786                         list_del_init(&rbio->plug_list);
787
788                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
789                         refcount_inc(&next->refs);
790                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
791                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
792
793                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
794                                 start_async_work(next, recover_rbio_work_locked);
795                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
796                                 steal_rbio(rbio, next);
797                                 start_async_work(next, recover_rbio_work_locked);
798                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
799                                 steal_rbio(rbio, next);
800                                 start_async_work(next, rmw_rbio_work_locked);
801                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
802                                 steal_rbio(rbio, next);
803                                 start_async_work(next, scrub_rbio_work_locked);
804                         }
805
806                         goto done_nolock;
807                 }
808         }
809 done:
810         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
811         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
812
813 done_nolock:
814         if (!keep_cache)
815                 remove_rbio_from_cache(rbio);
816 }
817
818 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
819 {
820         struct bio *next;
821
822         while (cur) {
823                 next = cur->bi_next;
824                 cur->bi_next = NULL;
825                 cur->bi_status = err;
826                 bio_endio(cur);
827                 cur = next;
828         }
829 }
830
831 /*
832  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
833  * bio_list and calls end_io on them
834  */
835 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
836 {
837         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
838         struct bio *extra;
839
840         kfree(rbio->csum_buf);
841         bitmap_free(rbio->csum_bitmap);
842         rbio->csum_buf = NULL;
843         rbio->csum_bitmap = NULL;
844
845         /*
846          * Clear the data bitmap, as the rbio may be cached for later usage.
847          * do this before before unlock_stripe() so there will be no new bio
848          * for this bio.
849          */
850         bitmap_clear(&rbio->dbitmap, 0, rbio->stripe_nsectors);
851
852         /*
853          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
854          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
855          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
856          * becomes non-empty.
857          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
858          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
859          */
860         unlock_stripe(rbio);
861         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
862         free_raid_bio(rbio);
863
864         rbio_endio_bio_list(cur, err);
865         if (extra)
866                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
867 }
868
869 /*
870  * Get a sector pointer specified by its @stripe_nr and @sector_nr.
871  *
872  * @rbio:               The raid bio
873  * @stripe_nr:          Stripe number, valid range [0, real_stripe)
874  * @sector_nr:          Sector number inside the stripe,
875  *                      valid range [0, stripe_nsectors)
876  * @bio_list_only:      Whether to use sectors inside the bio list only.
877  *
878  * The read/modify/write code wants to reuse the original bio page as much
879  * as possible, and only use stripe_sectors as fallback.
880  */
881 static struct sector_ptr *sector_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
882                                          int stripe_nr, int sector_nr,
883                                          bool bio_list_only)
884 {
885         struct sector_ptr *sector;
886         int index;
887
888         ASSERT(stripe_nr >= 0 && stripe_nr < rbio->real_stripes);
889         ASSERT(sector_nr >= 0 && sector_nr < rbio->stripe_nsectors);
890
891         index = stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
892         ASSERT(index >= 0 && index < rbio->nr_sectors);
893
894         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
895         sector = &rbio->bio_sectors[index];
896         if (sector->page || bio_list_only) {
897                 /* Don't return sector without a valid page pointer */
898                 if (!sector->page)
899                         sector = NULL;
900                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
901                 return sector;
902         }
903         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
904
905         return &rbio->stripe_sectors[index];
906 }
907
908 /*
909  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
910  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
911  */
912 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
913                                          struct btrfs_io_context *bioc)
914 {
915         const unsigned int real_stripes = bioc->num_stripes - bioc->num_tgtdevs;
916         const unsigned int stripe_npages = BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT;
917         const unsigned int num_pages = stripe_npages * real_stripes;
918         const unsigned int stripe_nsectors =
919                 BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits;
920         const unsigned int num_sectors = stripe_nsectors * real_stripes;
921         struct btrfs_raid_bio *rbio;
922
923         /* PAGE_SIZE must also be aligned to sectorsize for subpage support */
924         ASSERT(IS_ALIGNED(PAGE_SIZE, fs_info->sectorsize));
925         /*
926          * Our current stripe len should be fixed to 64k thus stripe_nsectors
927          * (at most 16) should be no larger than BITS_PER_LONG.
928          */
929         ASSERT(stripe_nsectors <= BITS_PER_LONG);
930
931         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio), GFP_NOFS);
932         if (!rbio)
933                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
934         rbio->stripe_pages = kcalloc(num_pages, sizeof(struct page *),
935                                      GFP_NOFS);
936         rbio->bio_sectors = kcalloc(num_sectors, sizeof(struct sector_ptr),
937                                     GFP_NOFS);
938         rbio->stripe_sectors = kcalloc(num_sectors, sizeof(struct sector_ptr),
939                                        GFP_NOFS);
940         rbio->finish_pointers = kcalloc(real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
941         rbio->error_bitmap = bitmap_zalloc(num_sectors, GFP_NOFS);
942
943         if (!rbio->stripe_pages || !rbio->bio_sectors || !rbio->stripe_sectors ||
944             !rbio->finish_pointers || !rbio->error_bitmap) {
945                 free_raid_bio_pointers(rbio);
946                 kfree(rbio);
947                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
948         }
949
950         bio_list_init(&rbio->bio_list);
951         init_waitqueue_head(&rbio->io_wait);
952         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
953         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
954         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
955         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
956         btrfs_get_bioc(bioc);
957         rbio->bioc = bioc;
958         rbio->nr_pages = num_pages;
959         rbio->nr_sectors = num_sectors;
960         rbio->real_stripes = real_stripes;
961         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
962         rbio->stripe_nsectors = stripe_nsectors;
963         refcount_set(&rbio->refs, 1);
964         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
965
966         ASSERT(btrfs_nr_parity_stripes(bioc->map_type));
967         rbio->nr_data = real_stripes - btrfs_nr_parity_stripes(bioc->map_type);
968
969         return rbio;
970 }
971
972 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
973 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
974 {
975         int ret;
976
977         ret = btrfs_alloc_page_array(rbio->nr_pages, rbio->stripe_pages);
978         if (ret < 0)
979                 return ret;
980         /* Mapping all sectors */
981         index_stripe_sectors(rbio);
982         return 0;
983 }
984
985 /* only allocate pages for p/q stripes */
986 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
987 {
988         const int data_pages = rbio->nr_data * rbio->stripe_npages;
989         int ret;
990
991         ret = btrfs_alloc_page_array(rbio->nr_pages - data_pages,
992                                      rbio->stripe_pages + data_pages);
993         if (ret < 0)
994                 return ret;
995
996         index_stripe_sectors(rbio);
997         return 0;
998 }
999
1000 /*
1001  * Return the total numer of errors found in the vertical stripe of @sector_nr.
1002  *
1003  * @faila and @failb will also be updated to the first and second stripe
1004  * number of the errors.
1005  */
1006 static int get_rbio_veritical_errors(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sector_nr,
1007                                      int *faila, int *failb)
1008 {
1009         int stripe_nr;
1010         int found_errors = 0;
1011
1012         if (faila || failb) {
1013                 /*
1014                  * Both @faila and @failb should be valid pointers if any of
1015                  * them is specified.
1016                  */
1017                 ASSERT(faila && failb);
1018                 *faila = -1;
1019                 *failb = -1;
1020         }
1021
1022         for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
1023                 int total_sector_nr = stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
1024
1025                 if (test_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap)) {
1026                         found_errors++;
1027                         if (faila) {
1028                                 /* Update faila and failb. */
1029                                 if (*faila < 0)
1030                                         *faila = stripe_nr;
1031                                 else if (*failb < 0)
1032                                         *failb = stripe_nr;
1033                         }
1034                 }
1035         }
1036         return found_errors;
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Add a single sector @sector into our list of bios for IO.
1041  *
1042  * Return 0 if everything went well.
1043  * Return <0 for error.
1044  */
1045 static int rbio_add_io_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1046                               struct bio_list *bio_list,
1047                               struct sector_ptr *sector,
1048                               unsigned int stripe_nr,
1049                               unsigned int sector_nr,
1050                               enum req_op op)
1051 {
1052         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1053         struct bio *last = bio_list->tail;
1054         int ret;
1055         struct bio *bio;
1056         struct btrfs_io_stripe *stripe;
1057         u64 disk_start;
1058
1059         /*
1060          * Note: here stripe_nr has taken device replace into consideration,
1061          * thus it can be larger than rbio->real_stripe.
1062          * So here we check against bioc->num_stripes, not rbio->real_stripes.
1063          */
1064         ASSERT(stripe_nr >= 0 && stripe_nr < rbio->bioc->num_stripes);
1065         ASSERT(sector_nr >= 0 && sector_nr < rbio->stripe_nsectors);
1066         ASSERT(sector->page);
1067
1068         stripe = &rbio->bioc->stripes[stripe_nr];
1069         disk_start = stripe->physical + sector_nr * sectorsize;
1070
1071         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1072         if (!stripe->dev->bdev) {
1073                 int found_errors;
1074
1075                 set_bit(stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr,
1076                         rbio->error_bitmap);
1077
1078                 /* Check if we have reached tolerance early. */
1079                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
1080                                                          NULL, NULL);
1081                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors)
1082                         return -EIO;
1083                 return 0;
1084         }
1085
1086         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1087         if (last) {
1088                 u64 last_end = last->bi_iter.bi_sector << 9;
1089                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1090
1091                 /*
1092                  * we can't merge these if they are from different
1093                  * devices or if they are not contiguous
1094                  */
1095                 if (last_end == disk_start && !last->bi_status &&
1096                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1097                         ret = bio_add_page(last, sector->page, sectorsize,
1098                                            sector->pgoff);
1099                         if (ret == sectorsize)
1100                                 return 0;
1101                 }
1102         }
1103
1104         /* put a new bio on the list */
1105         bio = bio_alloc(stripe->dev->bdev,
1106                         max(BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT, 1),
1107                         op, GFP_NOFS);
1108         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1109         bio->bi_private = rbio;
1110
1111         bio_add_page(bio, sector->page, sectorsize, sector->pgoff);
1112         bio_list_add(bio_list, bio);
1113         return 0;
1114 }
1115
1116 static void index_one_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1117 {
1118         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1119         struct bio_vec bvec;
1120         struct bvec_iter iter;
1121         u32 offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
1122                      rbio->bioc->raid_map[0];
1123
1124         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1125                 u32 bvec_offset;
1126
1127                 for (bvec_offset = 0; bvec_offset < bvec.bv_len;
1128                      bvec_offset += sectorsize, offset += sectorsize) {
1129                         int index = offset / sectorsize;
1130                         struct sector_ptr *sector = &rbio->bio_sectors[index];
1131
1132                         sector->page = bvec.bv_page;
1133                         sector->pgoff = bvec.bv_offset + bvec_offset;
1134                         ASSERT(sector->pgoff < PAGE_SIZE);
1135                 }
1136         }
1137 }
1138
1139 /*
1140  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1141  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1142  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1143  * reconstruction.
1144  *
1145  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1146  */
1147 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1148 {
1149         struct bio *bio;
1150
1151         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1152         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list)
1153                 index_one_bio(rbio, bio);
1154
1155         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1156 }
1157
1158 static void bio_get_trace_info(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio,
1159                                struct raid56_bio_trace_info *trace_info)
1160 {
1161         const struct btrfs_io_context *bioc = rbio->bioc;
1162         int i;
1163
1164         ASSERT(bioc);
1165
1166         /* We rely on bio->bi_bdev to find the stripe number. */
1167         if (!bio->bi_bdev)
1168                 goto not_found;
1169
1170         for (i = 0; i < bioc->num_stripes; i++) {
1171                 if (bio->bi_bdev != bioc->stripes[i].dev->bdev)
1172                         continue;
1173                 trace_info->stripe_nr = i;
1174                 trace_info->devid = bioc->stripes[i].dev->devid;
1175                 trace_info->offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
1176                                      bioc->stripes[i].physical;
1177                 return;
1178         }
1179
1180 not_found:
1181         trace_info->devid = -1;
1182         trace_info->offset = -1;
1183         trace_info->stripe_nr = -1;
1184 }
1185
1186 /* Generate PQ for one veritical stripe. */
1187 static void generate_pq_vertical(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sectornr)
1188 {
1189         void **pointers = rbio->finish_pointers;
1190         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1191         struct sector_ptr *sector;
1192         int stripe;
1193         const bool has_qstripe = rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6;
1194
1195         /* First collect one sector from each data stripe */
1196         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1197                 sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 0);
1198                 pointers[stripe] = kmap_local_page(sector->page) +
1199                                    sector->pgoff;
1200         }
1201
1202         /* Then add the parity stripe */
1203         sector = rbio_pstripe_sector(rbio, sectornr);
1204         sector->uptodate = 1;
1205         pointers[stripe++] = kmap_local_page(sector->page) + sector->pgoff;
1206
1207         if (has_qstripe) {
1208                 /*
1209                  * RAID6, add the qstripe and call the library function
1210                  * to fill in our p/q
1211                  */
1212                 sector = rbio_qstripe_sector(rbio, sectornr);
1213                 sector->uptodate = 1;
1214                 pointers[stripe++] = kmap_local_page(sector->page) +
1215                                      sector->pgoff;
1216
1217                 raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, sectorsize,
1218                                         pointers);
1219         } else {
1220                 /* raid5 */
1221                 memcpy(pointers[rbio->nr_data], pointers[0], sectorsize);
1222                 run_xor(pointers + 1, rbio->nr_data - 1, sectorsize);
1223         }
1224         for (stripe = stripe - 1; stripe >= 0; stripe--)
1225                 kunmap_local(pointers[stripe]);
1226 }
1227
1228 static int rmw_assemble_write_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1229                                    struct bio_list *bio_list)
1230 {
1231         struct bio *bio;
1232         /* The total sector number inside the full stripe. */
1233         int total_sector_nr;
1234         int sectornr;
1235         int stripe;
1236         int ret;
1237
1238         ASSERT(bio_list_size(bio_list) == 0);
1239
1240         /* We should have at least one data sector. */
1241         ASSERT(bitmap_weight(&rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors));
1242
1243         /*
1244          * Reset errors, as we may have errors inherited from from degraded
1245          * write.
1246          */
1247         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
1248
1249         /*
1250          * Start assembly.  Make bios for everything from the higher layers (the
1251          * bio_list in our rbio) and our P/Q.  Ignore everything else.
1252          */
1253         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
1254              total_sector_nr++) {
1255                 struct sector_ptr *sector;
1256
1257                 stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
1258                 sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
1259
1260                 /* This vertical stripe has no data, skip it. */
1261                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
1262                         continue;
1263
1264                 if (stripe < rbio->nr_data) {
1265                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
1266                         if (!sector)
1267                                 continue;
1268                 } else {
1269                         sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
1270                 }
1271
1272                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector, stripe,
1273                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
1274                 if (ret)
1275                         goto error;
1276         }
1277
1278         if (likely(!rbio->bioc->num_tgtdevs))
1279                 return 0;
1280
1281         /* Make a copy for the replace target device. */
1282         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
1283              total_sector_nr++) {
1284                 struct sector_ptr *sector;
1285
1286                 stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
1287                 sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
1288
1289                 if (!rbio->bioc->tgtdev_map[stripe]) {
1290                         /*
1291                          * We can skip the whole stripe completely, note
1292                          * total_sector_nr will be increased by one anyway.
1293                          */
1294                         ASSERT(sectornr == 0);
1295                         total_sector_nr += rbio->stripe_nsectors - 1;
1296                         continue;
1297                 }
1298
1299                 /* This vertical stripe has no data, skip it. */
1300                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
1301                         continue;
1302
1303                 if (stripe < rbio->nr_data) {
1304                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
1305                         if (!sector)
1306                                 continue;
1307                 } else {
1308                         sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
1309                 }
1310
1311                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector,
1312                                          rbio->bioc->tgtdev_map[stripe],
1313                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
1314                 if (ret)
1315                         goto error;
1316         }
1317
1318         return 0;
1319 error:
1320         while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
1321                 bio_put(bio);
1322         return -EIO;
1323 }
1324
1325 static void set_rbio_range_error(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1326 {
1327         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1328         u32 offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
1329                      rbio->bioc->raid_map[0];
1330         int total_nr_sector = offset >> fs_info->sectorsize_bits;
1331
1332         ASSERT(total_nr_sector < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors);
1333
1334         bitmap_set(rbio->error_bitmap, total_nr_sector,
1335                    bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
1336
1337         /*
1338          * Special handling for raid56_alloc_missing_rbio() used by
1339          * scrub/replace.  Unlike call path in raid56_parity_recover(), they
1340          * pass an empty bio here.  Thus we have to find out the missing device
1341          * and mark the stripe error instead.
1342          */
1343         if (bio->bi_iter.bi_size == 0) {
1344                 bool found_missing = false;
1345                 int stripe_nr;
1346
1347                 for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
1348                         if (!rbio->bioc->stripes[stripe_nr].dev->bdev) {
1349                                 found_missing = true;
1350                                 bitmap_set(rbio->error_bitmap,
1351                                            stripe_nr * rbio->stripe_nsectors,
1352                                            rbio->stripe_nsectors);
1353                         }
1354                 }
1355                 ASSERT(found_missing);
1356         }
1357 }
1358
1359 /*
1360  * For subpage case, we can no longer set page Uptodate directly for
1361  * stripe_pages[], thus we need to locate the sector.
1362  */
1363 static struct sector_ptr *find_stripe_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1364                                              struct page *page,
1365                                              unsigned int pgoff)
1366 {
1367         int i;
1368
1369         for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
1370                 struct sector_ptr *sector = &rbio->stripe_sectors[i];
1371
1372                 if (sector->page == page && sector->pgoff == pgoff)
1373                         return sector;
1374         }
1375         return NULL;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1380  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1381  */
1382 static void set_bio_pages_uptodate(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1383 {
1384         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1385         struct bio_vec *bvec;
1386         struct bvec_iter_all iter_all;
1387
1388         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1389
1390         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1391                 struct sector_ptr *sector;
1392                 int pgoff;
1393
1394                 for (pgoff = bvec->bv_offset; pgoff - bvec->bv_offset < bvec->bv_len;
1395                      pgoff += sectorsize) {
1396                         sector = find_stripe_sector(rbio, bvec->bv_page, pgoff);
1397                         ASSERT(sector);
1398                         if (sector)
1399                                 sector->uptodate = 1;
1400                 }
1401         }
1402 }
1403
1404 static int get_bio_sector_nr(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1405 {
1406         struct bio_vec *bv = bio_first_bvec_all(bio);
1407         int i;
1408
1409         for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
1410                 struct sector_ptr *sector;
1411
1412                 sector = &rbio->stripe_sectors[i];
1413                 if (sector->page == bv->bv_page && sector->pgoff == bv->bv_offset)
1414                         break;
1415                 sector = &rbio->bio_sectors[i];
1416                 if (sector->page == bv->bv_page && sector->pgoff == bv->bv_offset)
1417                         break;
1418         }
1419         ASSERT(i < rbio->nr_sectors);
1420         return i;
1421 }
1422
1423 static void rbio_update_error_bitmap(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1424 {
1425         int total_sector_nr = get_bio_sector_nr(rbio, bio);
1426         u32 bio_size = 0;
1427         struct bio_vec *bvec;
1428         struct bvec_iter_all iter_all;
1429
1430         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1431                 bio_size += bvec->bv_len;
1432
1433         bitmap_set(rbio->error_bitmap, total_sector_nr,
1434                    bio_size >> rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits);
1435 }
1436
1437 /* Verify the data sectors at read time. */
1438 static void verify_bio_data_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1439                                     struct bio *bio)
1440 {
1441         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1442         int total_sector_nr = get_bio_sector_nr(rbio, bio);
1443         struct bio_vec *bvec;
1444         struct bvec_iter_all iter_all;
1445
1446         /* No data csum for the whole stripe, no need to verify. */
1447         if (!rbio->csum_bitmap || !rbio->csum_buf)
1448                 return;
1449
1450         /* P/Q stripes, they have no data csum to verify against. */
1451         if (total_sector_nr >= rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors)
1452                 return;
1453
1454         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1455                 int bv_offset;
1456
1457                 for (bv_offset = bvec->bv_offset;
1458                      bv_offset < bvec->bv_offset + bvec->bv_len;
1459                      bv_offset += fs_info->sectorsize, total_sector_nr++) {
1460                         u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
1461                         u8 *expected_csum = rbio->csum_buf +
1462                                             total_sector_nr * fs_info->csum_size;
1463                         int ret;
1464
1465                         /* No csum for this sector, skip to the next sector. */
1466                         if (!test_bit(total_sector_nr, rbio->csum_bitmap))
1467                                 continue;
1468
1469                         ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, bvec->bv_page,
1470                                 bv_offset, csum_buf, expected_csum);
1471                         if (ret < 0)
1472                                 set_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap);
1473                 }
1474         }
1475 }
1476
1477 static void raid_wait_read_end_io(struct bio *bio)
1478 {
1479         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1480
1481         if (bio->bi_status) {
1482                 rbio_update_error_bitmap(rbio, bio);
1483         } else {
1484                 set_bio_pages_uptodate(rbio, bio);
1485                 verify_bio_data_sectors(rbio, bio);
1486         }
1487
1488         bio_put(bio);
1489         if (atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1490                 wake_up(&rbio->io_wait);
1491 }
1492
1493 static void submit_read_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1494                              struct bio_list *bio_list)
1495 {
1496         struct bio *bio;
1497
1498         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(bio_list));
1499         while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
1500                 bio->bi_end_io = raid_wait_read_end_io;
1501
1502                 if (trace_raid56_scrub_read_recover_enabled()) {
1503                         struct raid56_bio_trace_info trace_info = { 0 };
1504
1505                         bio_get_trace_info(rbio, bio, &trace_info);
1506                         trace_raid56_scrub_read_recover(rbio, bio, &trace_info);
1507                 }
1508                 submit_bio(bio);
1509         }
1510 }
1511
1512 static int rmw_assemble_read_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1513                                   struct bio_list *bio_list)
1514 {
1515         struct bio *bio;
1516         int total_sector_nr;
1517         int ret = 0;
1518
1519         ASSERT(bio_list_size(bio_list) == 0);
1520
1521         /*
1522          * Build a list of bios to read all sectors (including data and P/Q).
1523          *
1524          * This behaviro is to compensate the later csum verification and
1525          * recovery.
1526          */
1527         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
1528              total_sector_nr++) {
1529                 struct sector_ptr *sector;
1530                 int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
1531                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
1532
1533                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
1534                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector,
1535                                stripe, sectornr, REQ_OP_READ);
1536                 if (ret)
1537                         goto cleanup;
1538         }
1539         return 0;
1540
1541 cleanup:
1542         while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
1543                 bio_put(bio);
1544         return ret;
1545 }
1546
1547 static int alloc_rbio_data_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1548 {
1549         const int data_pages = rbio->nr_data * rbio->stripe_npages;
1550         int ret;
1551
1552         ret = btrfs_alloc_page_array(data_pages, rbio->stripe_pages);
1553         if (ret < 0)
1554                 return ret;
1555
1556         index_stripe_sectors(rbio);
1557         return 0;
1558 }
1559
1560 /*
1561  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1562  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1563  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1564  * we sort the list by logical block number and merge
1565  * everything we can into the same rbios
1566  */
1567 struct btrfs_plug_cb {
1568         struct blk_plug_cb cb;
1569         struct btrfs_fs_info *info;
1570         struct list_head rbio_list;
1571         struct work_struct work;
1572 };
1573
1574 /*
1575  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1576  */
1577 static int plug_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1578                     const struct list_head *b)
1579 {
1580         const struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1581                                                        plug_list);
1582         const struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1583                                                        plug_list);
1584         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1585         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1586
1587         if (a_sector < b_sector)
1588                 return -1;
1589         if (a_sector > b_sector)
1590                 return 1;
1591         return 0;
1592 }
1593
1594 static void raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1595 {
1596         struct btrfs_plug_cb *plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1597         struct btrfs_raid_bio *cur;
1598         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1599
1600         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1601
1602         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1603                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1604                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1605                 list_del_init(&cur->plug_list);
1606
1607                 if (rbio_is_full(cur)) {
1608                         /* We have a full stripe, queue it down. */
1609                         start_async_work(cur, rmw_rbio_work);
1610                         continue;
1611                 }
1612                 if (last) {
1613                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1614                                 merge_rbio(last, cur);
1615                                 free_raid_bio(cur);
1616                                 continue;
1617                         }
1618                         start_async_work(last, rmw_rbio_work);
1619                 }
1620                 last = cur;
1621         }
1622         if (last)
1623                 start_async_work(last, rmw_rbio_work);
1624         kfree(plug);
1625 }
1626
1627 /* Add the original bio into rbio->bio_list, and update rbio::dbitmap. */
1628 static void rbio_add_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *orig_bio)
1629 {
1630         const struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1631         const u64 orig_logical = orig_bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
1632         const u64 full_stripe_start = rbio->bioc->raid_map[0];
1633         const u32 orig_len = orig_bio->bi_iter.bi_size;
1634         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
1635         u64 cur_logical;
1636
1637         ASSERT(orig_logical >= full_stripe_start &&
1638                orig_logical + orig_len <= full_stripe_start +
1639                rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN);
1640
1641         bio_list_add(&rbio->bio_list, orig_bio);
1642         rbio->bio_list_bytes += orig_bio->bi_iter.bi_size;
1643
1644         /* Update the dbitmap. */
1645         for (cur_logical = orig_logical; cur_logical < orig_logical + orig_len;
1646              cur_logical += sectorsize) {
1647                 int bit = ((u32)(cur_logical - full_stripe_start) >>
1648                            fs_info->sectorsize_bits) % rbio->stripe_nsectors;
1649
1650                 set_bit(bit, &rbio->dbitmap);
1651         }
1652 }
1653
1654 /*
1655  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1656  */
1657 void raid56_parity_write(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc)
1658 {
1659         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
1660         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1661         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1662         struct blk_plug_cb *cb;
1663         int ret = 0;
1664
1665         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
1666         if (IS_ERR(rbio)) {
1667                 ret = PTR_ERR(rbio);
1668                 goto fail;
1669         }
1670         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1671         rbio_add_bio(rbio, bio);
1672
1673         /*
1674          * Don't plug on full rbios, just get them out the door
1675          * as quickly as we can
1676          */
1677         if (rbio_is_full(rbio))
1678                 goto queue_rbio;
1679
1680         cb = blk_check_plugged(raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1681         if (cb) {
1682                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1683                 if (!plug->info) {
1684                         plug->info = fs_info;
1685                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1686                 }
1687                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1688                 return;
1689         }
1690 queue_rbio:
1691         /*
1692          * Either we don't have any existing plug, or we're doing a full stripe,
1693          * can queue the rmw work now.
1694          */
1695         start_async_work(rbio, rmw_rbio_work);
1696
1697         return;
1698
1699 fail:
1700         bio->bi_status = errno_to_blk_status(ret);
1701         bio_endio(bio);
1702 }
1703
1704 static int verify_one_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1705                              int stripe_nr, int sector_nr)
1706 {
1707         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1708         struct sector_ptr *sector;
1709         u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
1710         u8 *csum_expected;
1711         int ret;
1712
1713         if (!rbio->csum_bitmap || !rbio->csum_buf)
1714                 return 0;
1715
1716         /* No way to verify P/Q as they are not covered by data csum. */
1717         if (stripe_nr >= rbio->nr_data)
1718                 return 0;
1719         /*
1720          * If we're rebuilding a read, we have to use pages from the
1721          * bio list if possible.
1722          */
1723         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1724              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)) {
1725                 sector = sector_in_rbio(rbio, stripe_nr, sector_nr, 0);
1726         } else {
1727                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe_nr, sector_nr);
1728         }
1729
1730         ASSERT(sector->page);
1731
1732         csum_expected = rbio->csum_buf +
1733                         (stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr) *
1734                         fs_info->csum_size;
1735         ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, sector->page, sector->pgoff,
1736                                       csum_buf, csum_expected);
1737         return ret;
1738 }
1739
1740 /*
1741  * Recover a vertical stripe specified by @sector_nr.
1742  * @*pointers are the pre-allocated pointers by the caller, so we don't
1743  * need to allocate/free the pointers again and again.
1744  */
1745 static int recover_vertical(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sector_nr,
1746                             void **pointers, void **unmap_array)
1747 {
1748         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1749         struct sector_ptr *sector;
1750         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
1751         int found_errors;
1752         int faila;
1753         int failb;
1754         int stripe_nr;
1755         int ret = 0;
1756
1757         /*
1758          * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1759          * which we have data when doing parity scrub.
1760          */
1761         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1762             !test_bit(sector_nr, &rbio->dbitmap))
1763                 return 0;
1764
1765         found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr, &faila,
1766                                                  &failb);
1767         /*
1768          * No errors in the veritical stripe, skip it.  Can happen for recovery
1769          * which only part of a stripe failed csum check.
1770          */
1771         if (!found_errors)
1772                 return 0;
1773
1774         if (found_errors > rbio->bioc->max_errors)
1775                 return -EIO;
1776
1777         /*
1778          * Setup our array of pointers with sectors from each stripe
1779          *
1780          * NOTE: store a duplicate array of pointers to preserve the
1781          * pointer order.
1782          */
1783         for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
1784                 /*
1785                  * If we're rebuilding a read, we have to use pages from the
1786                  * bio list if possible.
1787                  */
1788                 if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1789                      rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)) {
1790                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe_nr, sector_nr, 0);
1791                 } else {
1792                         sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe_nr, sector_nr);
1793                 }
1794                 ASSERT(sector->page);
1795                 pointers[stripe_nr] = kmap_local_page(sector->page) +
1796                                    sector->pgoff;
1797                 unmap_array[stripe_nr] = pointers[stripe_nr];
1798         }
1799
1800         /* All raid6 handling here */
1801         if (rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1802                 /* Single failure, rebuild from parity raid5 style */
1803                 if (failb < 0) {
1804                         if (faila == rbio->nr_data)
1805                                 /*
1806                                  * Just the P stripe has failed, without
1807                                  * a bad data or Q stripe.
1808                                  * We have nothing to do, just skip the
1809                                  * recovery for this stripe.
1810                                  */
1811                                 goto cleanup;
1812                         /*
1813                          * a single failure in raid6 is rebuilt
1814                          * in the pstripe code below
1815                          */
1816                         goto pstripe;
1817                 }
1818
1819                 /*
1820                  * If the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction from
1821                  * the xors.
1822                  * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1823                  * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1824                  * data they want.
1825                  */
1826                 if (rbio->bioc->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1827                         if (rbio->bioc->raid_map[faila] ==
1828                             RAID5_P_STRIPE)
1829                                 /*
1830                                  * Only P and Q are corrupted.
1831                                  * We only care about data stripes recovery,
1832                                  * can skip this vertical stripe.
1833                                  */
1834                                 goto cleanup;
1835                         /*
1836                          * Otherwise we have one bad data stripe and
1837                          * a good P stripe.  raid5!
1838                          */
1839                         goto pstripe;
1840                 }
1841
1842                 if (rbio->bioc->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1843                         raid6_datap_recov(rbio->real_stripes, sectorsize,
1844                                           faila, pointers);
1845                 } else {
1846                         raid6_2data_recov(rbio->real_stripes, sectorsize,
1847                                           faila, failb, pointers);
1848                 }
1849         } else {
1850                 void *p;
1851
1852                 /* Rebuild from P stripe here (raid5 or raid6). */
1853                 ASSERT(failb == -1);
1854 pstripe:
1855                 /* Copy parity block into failed block to start with */
1856                 memcpy(pointers[faila], pointers[rbio->nr_data], sectorsize);
1857
1858                 /* Rearrange the pointer array */
1859                 p = pointers[faila];
1860                 for (stripe_nr = faila; stripe_nr < rbio->nr_data - 1;
1861                      stripe_nr++)
1862                         pointers[stripe_nr] = pointers[stripe_nr + 1];
1863                 pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1864
1865                 /* Xor in the rest */
1866                 run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, sectorsize);
1867
1868         }
1869
1870         /*
1871          * No matter if this is a RMW or recovery, we should have all
1872          * failed sectors repaired in the vertical stripe, thus they are now
1873          * uptodate.
1874          * Especially if we determine to cache the rbio, we need to
1875          * have at least all data sectors uptodate.
1876          *
1877          * If possible, also check if the repaired sector matches its data
1878          * checksum.
1879          */
1880         if (faila >= 0) {
1881                 ret = verify_one_sector(rbio, faila, sector_nr);
1882                 if (ret < 0)
1883                         goto cleanup;
1884
1885                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, faila, sector_nr);
1886                 sector->uptodate = 1;
1887         }
1888         if (failb >= 0) {
1889                 ret = verify_one_sector(rbio, failb, sector_nr);
1890                 if (ret < 0)
1891                         goto cleanup;
1892
1893                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, failb, sector_nr);
1894                 sector->uptodate = 1;
1895         }
1896
1897 cleanup:
1898         for (stripe_nr = rbio->real_stripes - 1; stripe_nr >= 0; stripe_nr--)
1899                 kunmap_local(unmap_array[stripe_nr]);
1900         return ret;
1901 }
1902
1903 static int recover_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1904 {
1905         void **pointers = NULL;
1906         void **unmap_array = NULL;
1907         int sectornr;
1908         int ret = 0;
1909
1910         /*
1911          * @pointers array stores the pointer for each sector.
1912          *
1913          * @unmap_array stores copy of pointers that does not get reordered
1914          * during reconstruction so that kunmap_local works.
1915          */
1916         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1917         unmap_array = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1918         if (!pointers || !unmap_array) {
1919                 ret = -ENOMEM;
1920                 goto out;
1921         }
1922
1923         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1924             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1925                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1926                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1927                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1928         }
1929
1930         index_rbio_pages(rbio);
1931
1932         for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++) {
1933                 ret = recover_vertical(rbio, sectornr, pointers, unmap_array);
1934                 if (ret < 0)
1935                         break;
1936         }
1937
1938 out:
1939         kfree(pointers);
1940         kfree(unmap_array);
1941         return ret;
1942 }
1943
1944 static int recover_assemble_read_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1945                                       struct bio_list *bio_list)
1946 {
1947         struct bio *bio;
1948         int total_sector_nr;
1949         int ret = 0;
1950
1951         ASSERT(bio_list_size(bio_list) == 0);
1952         /*
1953          * Read everything that hasn't failed. However this time we will
1954          * not trust any cached sector.
1955          * As we may read out some stale data but higher layer is not reading
1956          * that stale part.
1957          *
1958          * So here we always re-read everything in recovery path.
1959          */
1960         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
1961              total_sector_nr++) {
1962                 int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
1963                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
1964                 struct sector_ptr *sector;
1965
1966                 /*
1967                  * Skip the range which has error.  It can be a range which is
1968                  * marked error (for csum mismatch), or it can be a missing
1969                  * device.
1970                  */
1971                 if (!rbio->bioc->stripes[stripe].dev->bdev ||
1972                     test_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap)) {
1973                         /*
1974                          * Also set the error bit for missing device, which
1975                          * may not yet have its error bit set.
1976                          */
1977                         set_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap);
1978                         continue;
1979                 }
1980
1981                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
1982                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector, stripe,
1983                                          sectornr, REQ_OP_READ);
1984                 if (ret < 0)
1985                         goto error;
1986         }
1987         return 0;
1988 error:
1989         while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
1990                 bio_put(bio);
1991
1992         return -EIO;
1993 }
1994
1995 static int recover_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1996 {
1997         struct bio_list bio_list;
1998         struct bio *bio;
1999         int ret;
2000
2001         /*
2002          * Either we're doing recover for a read failure or degraded write,
2003          * caller should have set error bitmap correctly.
2004          */
2005         ASSERT(bitmap_weight(rbio->error_bitmap, rbio->nr_sectors));
2006         bio_list_init(&bio_list);
2007
2008         /* For recovery, we need to read all sectors including P/Q. */
2009         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2010         if (ret < 0)
2011                 goto out;
2012
2013         index_rbio_pages(rbio);
2014
2015         ret = recover_assemble_read_bios(rbio, &bio_list);
2016         if (ret < 0)
2017                 goto out;
2018
2019         submit_read_bios(rbio, &bio_list);
2020         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2021
2022         ret = recover_sectors(rbio);
2023
2024 out:
2025         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2026                 bio_put(bio);
2027
2028         return ret;
2029 }
2030
2031 static void recover_rbio_work(struct work_struct *work)
2032 {
2033         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2034         int ret;
2035
2036         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2037
2038         ret = lock_stripe_add(rbio);
2039         if (ret == 0) {
2040                 ret = recover_rbio(rbio);
2041                 rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2042         }
2043 }
2044
2045 static void recover_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
2046 {
2047         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2048         int ret;
2049
2050         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2051
2052         ret = recover_rbio(rbio);
2053         rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2054 }
2055
2056 static void set_rbio_raid6_extra_error(struct btrfs_raid_bio *rbio, int mirror_num)
2057 {
2058         bool found = false;
2059         int sector_nr;
2060
2061         /*
2062          * This is for RAID6 extra recovery tries, thus mirror number should
2063          * be large than 2.
2064          * Mirror 1 means read from data stripes. Mirror 2 means rebuild using
2065          * RAID5 methods.
2066          */
2067         ASSERT(mirror_num > 2);
2068         for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
2069                 int found_errors;
2070                 int faila;
2071                 int failb;
2072
2073                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
2074                                                          &faila, &failb);
2075                 /* This vertical stripe doesn't have errors. */
2076                 if (!found_errors)
2077                         continue;
2078
2079                 /*
2080                  * If we found errors, there should be only one error marked
2081                  * by previous set_rbio_range_error().
2082                  */
2083                 ASSERT(found_errors == 1);
2084                 found = true;
2085
2086                 /* Now select another stripe to mark as error. */
2087                 failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2088                 if (failb <= faila)
2089                         failb--;
2090
2091                 /* Set the extra bit in error bitmap. */
2092                 if (failb >= 0)
2093                         set_bit(failb * rbio->stripe_nsectors + sector_nr,
2094                                 rbio->error_bitmap);
2095         }
2096
2097         /* We should found at least one vertical stripe with error.*/
2098         ASSERT(found);
2099 }
2100
2101 /*
2102  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2103  * is really only called when the normal read path had a failure,
2104  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2105  * of the drive.
2106  */
2107 void raid56_parity_recover(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc,
2108                            int mirror_num)
2109 {
2110         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
2111         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2112
2113         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
2114         if (IS_ERR(rbio)) {
2115                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(rbio));
2116                 bio_endio(bio);
2117                 return;
2118         }
2119
2120         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2121         rbio_add_bio(rbio, bio);
2122
2123         set_rbio_range_error(rbio, bio);
2124
2125         /*
2126          * Loop retry:
2127          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2128          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2129          */
2130         if (mirror_num > 2)
2131                 set_rbio_raid6_extra_error(rbio, mirror_num);
2132
2133         start_async_work(rbio, recover_rbio_work);
2134 }
2135
2136 static void fill_data_csums(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2137 {
2138         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
2139         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info,
2140                                                        rbio->bioc->raid_map[0]);
2141         const u64 start = rbio->bioc->raid_map[0];
2142         const u32 len = (rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors) <<
2143                         fs_info->sectorsize_bits;
2144         int ret;
2145
2146         /* The rbio should not have its csum buffer initialized. */
2147         ASSERT(!rbio->csum_buf && !rbio->csum_bitmap);
2148
2149         /*
2150          * Skip the csum search if:
2151          *
2152          * - The rbio doesn't belong to data block groups
2153          *   Then we are doing IO for tree blocks, no need to search csums.
2154          *
2155          * - The rbio belongs to mixed block groups
2156          *   This is to avoid deadlock, as we're already holding the full
2157          *   stripe lock, if we trigger a metadata read, and it needs to do
2158          *   raid56 recovery, we will deadlock.
2159          */
2160         if (!(rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) ||
2161             rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
2162                 return;
2163
2164         rbio->csum_buf = kzalloc(rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors *
2165                                  fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
2166         rbio->csum_bitmap = bitmap_zalloc(rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors,
2167                                           GFP_NOFS);
2168         if (!rbio->csum_buf || !rbio->csum_bitmap) {
2169                 ret = -ENOMEM;
2170                 goto error;
2171         }
2172
2173         ret = btrfs_lookup_csums_bitmap(csum_root, start, start + len - 1,
2174                                         rbio->csum_buf, rbio->csum_bitmap);
2175         if (ret < 0)
2176                 goto error;
2177         if (bitmap_empty(rbio->csum_bitmap, len >> fs_info->sectorsize_bits))
2178                 goto no_csum;
2179         return;
2180
2181 error:
2182         /*
2183          * We failed to allocate memory or grab the csum, but it's not fatal,
2184          * we can still continue.  But better to warn users that RMW is no
2185          * longer safe for this particular sub-stripe write.
2186          */
2187         btrfs_warn_rl(fs_info,
2188 "sub-stripe write for full stripe %llu is not safe, failed to get csum: %d",
2189                         rbio->bioc->raid_map[0], ret);
2190 no_csum:
2191         kfree(rbio->csum_buf);
2192         bitmap_free(rbio->csum_bitmap);
2193         rbio->csum_buf = NULL;
2194         rbio->csum_bitmap = NULL;
2195 }
2196
2197 static int rmw_read_wait_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2198 {
2199         struct bio_list bio_list;
2200         struct bio *bio;
2201         int ret;
2202
2203         bio_list_init(&bio_list);
2204
2205         /*
2206          * Fill the data csums we need for data verification.  We need to fill
2207          * the csum_bitmap/csum_buf first, as our endio function will try to
2208          * verify the data sectors.
2209          */
2210         fill_data_csums(rbio);
2211
2212         ret = rmw_assemble_read_bios(rbio, &bio_list);
2213         if (ret < 0)
2214                 goto out;
2215
2216         submit_read_bios(rbio, &bio_list);
2217         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2218
2219         /*
2220          * We may or may not have any corrupted sectors (including missing dev
2221          * and csum mismatch), just let recover_sectors() to handle them all.
2222          */
2223         ret = recover_sectors(rbio);
2224         return ret;
2225 out:
2226         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2227                 bio_put(bio);
2228
2229         return ret;
2230 }
2231
2232 static void raid_wait_write_end_io(struct bio *bio)
2233 {
2234         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2235         blk_status_t err = bio->bi_status;
2236
2237         if (err)
2238                 rbio_update_error_bitmap(rbio, bio);
2239         bio_put(bio);
2240         if (atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2241                 wake_up(&rbio->io_wait);
2242 }
2243
2244 static void submit_write_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2245                               struct bio_list *bio_list)
2246 {
2247         struct bio *bio;
2248
2249         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(bio_list));
2250         while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
2251                 bio->bi_end_io = raid_wait_write_end_io;
2252
2253                 if (trace_raid56_write_stripe_enabled()) {
2254                         struct raid56_bio_trace_info trace_info = { 0 };
2255
2256                         bio_get_trace_info(rbio, bio, &trace_info);
2257                         trace_raid56_write_stripe(rbio, bio, &trace_info);
2258                 }
2259                 submit_bio(bio);
2260         }
2261 }
2262
2263 /*
2264  * To determine if we need to read any sector from the disk.
2265  * Should only be utilized in RMW path, to skip cached rbio.
2266  */
2267 static bool need_read_stripe_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2268 {
2269         int i;
2270
2271         for (i = 0; i < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors; i++) {
2272                 struct sector_ptr *sector = &rbio->stripe_sectors[i];
2273
2274                 /*
2275                  * We have a sector which doesn't have page nor uptodate,
2276                  * thus this rbio can not be cached one, as cached one must
2277                  * have all its data sectors present and uptodate.
2278                  */
2279                 if (!sector->page || !sector->uptodate)
2280                         return true;
2281         }
2282         return false;
2283 }
2284
2285 static int rmw_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2286 {
2287         struct bio_list bio_list;
2288         int sectornr;
2289         int ret = 0;
2290
2291         /*
2292          * Allocate the pages for parity first, as P/Q pages will always be
2293          * needed for both full-stripe and sub-stripe writes.
2294          */
2295         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
2296         if (ret < 0)
2297                 return ret;
2298
2299         /*
2300          * Either full stripe write, or we have every data sector already
2301          * cached, can go to write path immediately.
2302          */
2303         if (rbio_is_full(rbio) || !need_read_stripe_sectors(rbio))
2304                 goto write;
2305
2306         /*
2307          * Now we're doing sub-stripe write, also need all data stripes to do
2308          * the full RMW.
2309          */
2310         ret = alloc_rbio_data_pages(rbio);
2311         if (ret < 0)
2312                 return ret;
2313
2314         index_rbio_pages(rbio);
2315
2316         ret = rmw_read_wait_recover(rbio);
2317         if (ret < 0)
2318                 return ret;
2319
2320 write:
2321         /*
2322          * At this stage we're not allowed to add any new bios to the
2323          * bio list any more, anyone else that wants to change this stripe
2324          * needs to do their own rmw.
2325          */
2326         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
2327         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
2328         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
2329
2330         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
2331
2332         index_rbio_pages(rbio);
2333
2334         /*
2335          * We don't cache full rbios because we're assuming
2336          * the higher layers are unlikely to use this area of
2337          * the disk again soon.  If they do use it again,
2338          * hopefully they will send another full bio.
2339          */
2340         if (!rbio_is_full(rbio))
2341                 cache_rbio_pages(rbio);
2342         else
2343                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2344
2345         for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++)
2346                 generate_pq_vertical(rbio, sectornr);
2347
2348         bio_list_init(&bio_list);
2349         ret = rmw_assemble_write_bios(rbio, &bio_list);
2350         if (ret < 0)
2351                 return ret;
2352
2353         /* We should have at least one bio assembled. */
2354         ASSERT(bio_list_size(&bio_list));
2355         submit_write_bios(rbio, &bio_list);
2356         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2357
2358         /* We may have more errors than our tolerance during the read. */
2359         for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++) {
2360                 int found_errors;
2361
2362                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sectornr, NULL, NULL);
2363                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
2364                         ret = -EIO;
2365                         break;
2366                 }
2367         }
2368         return ret;
2369 }
2370
2371 static void rmw_rbio_work(struct work_struct *work)
2372 {
2373         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2374         int ret;
2375
2376         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2377
2378         ret = lock_stripe_add(rbio);
2379         if (ret == 0) {
2380                 ret = rmw_rbio(rbio);
2381                 rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2382         }
2383 }
2384
2385 static void rmw_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
2386 {
2387         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2388         int ret;
2389
2390         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2391
2392         ret = rmw_rbio(rbio);
2393         rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2394 }
2395
2396 /*
2397  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2398  *
2399  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bioc.
2400  *
2401  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2402  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2403  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2404  */
2405
2406 struct btrfs_raid_bio *raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct bio *bio,
2407                                 struct btrfs_io_context *bioc,
2408                                 struct btrfs_device *scrub_dev,
2409                                 unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2410 {
2411         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
2412         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2413         int i;
2414
2415         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
2416         if (IS_ERR(rbio))
2417                 return NULL;
2418         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2419         /*
2420          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2421          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2422          */
2423         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2424         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2425
2426         /*
2427          * After mapping bioc with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2428          * to the end position, so this search can start from the first parity
2429          * stripe.
2430          */
2431         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2432                 if (bioc->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2433                         rbio->scrubp = i;
2434                         break;
2435                 }
2436         }
2437         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2438
2439         bitmap_copy(&rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2440         return rbio;
2441 }
2442
2443 /* Used for both parity scrub and missing. */
2444 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2445                             unsigned int pgoff, u64 logical)
2446 {
2447         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
2448         int stripe_offset;
2449         int index;
2450
2451         ASSERT(logical >= rbio->bioc->raid_map[0]);
2452         ASSERT(logical + sectorsize <= rbio->bioc->raid_map[0] +
2453                                        BTRFS_STRIPE_LEN * rbio->nr_data);
2454         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bioc->raid_map[0]);
2455         index = stripe_offset / sectorsize;
2456         rbio->bio_sectors[index].page = page;
2457         rbio->bio_sectors[index].pgoff = pgoff;
2458 }
2459
2460 /*
2461  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2462  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2463  */
2464 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2465 {
2466         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
2467         int total_sector_nr;
2468
2469         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
2470              total_sector_nr++) {
2471                 struct page *page;
2472                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
2473                 int index = (total_sector_nr * sectorsize) >> PAGE_SHIFT;
2474
2475                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
2476                         continue;
2477                 if (rbio->stripe_pages[index])
2478                         continue;
2479                 page = alloc_page(GFP_NOFS);
2480                 if (!page)
2481                         return -ENOMEM;
2482                 rbio->stripe_pages[index] = page;
2483         }
2484         index_stripe_sectors(rbio);
2485         return 0;
2486 }
2487
2488 static int finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio, int need_check)
2489 {
2490         struct btrfs_io_context *bioc = rbio->bioc;
2491         const u32 sectorsize = bioc->fs_info->sectorsize;
2492         void **pointers = rbio->finish_pointers;
2493         unsigned long *pbitmap = &rbio->finish_pbitmap;
2494         int nr_data = rbio->nr_data;
2495         int stripe;
2496         int sectornr;
2497         bool has_qstripe;
2498         struct sector_ptr p_sector = { 0 };
2499         struct sector_ptr q_sector = { 0 };
2500         struct bio_list bio_list;
2501         struct bio *bio;
2502         int is_replace = 0;
2503         int ret;
2504
2505         bio_list_init(&bio_list);
2506
2507         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2508                 has_qstripe = false;
2509         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2510                 has_qstripe = true;
2511         else
2512                 BUG();
2513
2514         if (bioc->num_tgtdevs && bioc->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2515                 is_replace = 1;
2516                 bitmap_copy(pbitmap, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors);
2517         }
2518
2519         /*
2520          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2521          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2522          * it.
2523          */
2524         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2525
2526         if (!need_check)
2527                 goto writeback;
2528
2529         p_sector.page = alloc_page(GFP_NOFS);
2530         if (!p_sector.page)
2531                 return -ENOMEM;
2532         p_sector.pgoff = 0;
2533         p_sector.uptodate = 1;
2534
2535         if (has_qstripe) {
2536                 /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
2537                 q_sector.page = alloc_page(GFP_NOFS);
2538                 if (!q_sector.page) {
2539                         __free_page(p_sector.page);
2540                         p_sector.page = NULL;
2541                         return -ENOMEM;
2542                 }
2543                 q_sector.pgoff = 0;
2544                 q_sector.uptodate = 1;
2545                 pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap_local_page(q_sector.page);
2546         }
2547
2548         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
2549
2550         /* Map the parity stripe just once */
2551         pointers[nr_data] = kmap_local_page(p_sector.page);
2552
2553         for_each_set_bit(sectornr, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
2554                 struct sector_ptr *sector;
2555                 void *parity;
2556
2557                 /* first collect one page from each data stripe */
2558                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2559                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 0);
2560                         pointers[stripe] = kmap_local_page(sector->page) +
2561                                            sector->pgoff;
2562                 }
2563
2564                 if (has_qstripe) {
2565                         /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
2566                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, sectorsize,
2567                                                 pointers);
2568                 } else {
2569                         /* raid5 */
2570                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], sectorsize);
2571                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, sectorsize);
2572                 }
2573
2574                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2575                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
2576                 parity = kmap_local_page(sector->page) + sector->pgoff;
2577                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], sectorsize) != 0)
2578                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], sectorsize);
2579                 else
2580                         /* Parity is right, needn't writeback */
2581                         bitmap_clear(&rbio->dbitmap, sectornr, 1);
2582                 kunmap_local(parity);
2583
2584                 for (stripe = nr_data - 1; stripe >= 0; stripe--)
2585                         kunmap_local(pointers[stripe]);
2586         }
2587
2588         kunmap_local(pointers[nr_data]);
2589         __free_page(p_sector.page);
2590         p_sector.page = NULL;
2591         if (q_sector.page) {
2592                 kunmap_local(pointers[rbio->real_stripes - 1]);
2593                 __free_page(q_sector.page);
2594                 q_sector.page = NULL;
2595         }
2596
2597 writeback:
2598         /*
2599          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2600          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2601          * everything else.
2602          */
2603         for_each_set_bit(sectornr, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
2604                 struct sector_ptr *sector;
2605
2606                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
2607                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, rbio->scrubp,
2608                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
2609                 if (ret)
2610                         goto cleanup;
2611         }
2612
2613         if (!is_replace)
2614                 goto submit_write;
2615
2616         for_each_set_bit(sectornr, pbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
2617                 struct sector_ptr *sector;
2618
2619                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
2620                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector,
2621                                        bioc->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2622                                        sectornr, REQ_OP_WRITE);
2623                 if (ret)
2624                         goto cleanup;
2625         }
2626
2627 submit_write:
2628         submit_write_bios(rbio, &bio_list);
2629         return 0;
2630
2631 cleanup:
2632         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2633                 bio_put(bio);
2634         return ret;
2635 }
2636
2637 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2638 {
2639         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2640                 return 1;
2641         return 0;
2642 }
2643
2644 static int recover_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2645 {
2646         void **pointers = NULL;
2647         void **unmap_array = NULL;
2648         int sector_nr;
2649         int ret = 0;
2650
2651         /*
2652          * @pointers array stores the pointer for each sector.
2653          *
2654          * @unmap_array stores copy of pointers that does not get reordered
2655          * during reconstruction so that kunmap_local works.
2656          */
2657         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
2658         unmap_array = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
2659         if (!pointers || !unmap_array) {
2660                 ret = -ENOMEM;
2661                 goto out;
2662         }
2663
2664         for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
2665                 int dfail = 0, failp = -1;
2666                 int faila;
2667                 int failb;
2668                 int found_errors;
2669
2670                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
2671                                                          &faila, &failb);
2672                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
2673                         ret = -EIO;
2674                         goto out;
2675                 }
2676                 if (found_errors == 0)
2677                         continue;
2678
2679                 /* We should have at least one error here. */
2680                 ASSERT(faila >= 0 || failb >= 0);
2681
2682                 if (is_data_stripe(rbio, faila))
2683                         dfail++;
2684                 else if (is_parity_stripe(faila))
2685                         failp = faila;
2686
2687                 if (is_data_stripe(rbio, failb))
2688                         dfail++;
2689                 else if (is_parity_stripe(failb))
2690                         failp = failb;
2691                 /*
2692                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair the
2693                  * data, so the capability of the repair is declined.  (In the
2694                  * case of RAID5, we can not repair anything.)
2695                  */
2696                 if (dfail > rbio->bioc->max_errors - 1) {
2697                         ret = -EIO;
2698                         goto out;
2699                 }
2700                 /*
2701                  * If all data is good, only parity is correctly, just repair
2702                  * the parity, no need to recover data stripes.
2703                  */
2704                 if (dfail == 0)
2705                         continue;
2706
2707                 /*
2708                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2709                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity is
2710                  * scrubbing parity, luckily, use the other one to repair the
2711                  * data, or we can not repair the data stripe.
2712                  */
2713                 if (failp != rbio->scrubp) {
2714                         ret = -EIO;
2715                         goto out;
2716                 }
2717
2718                 ret = recover_vertical(rbio, sector_nr, pointers, unmap_array);
2719                 if (ret < 0)
2720                         goto out;
2721         }
2722 out:
2723         kfree(pointers);
2724         kfree(unmap_array);
2725         return ret;
2726 }
2727
2728 static int scrub_assemble_read_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2729                                     struct bio_list *bio_list)
2730 {
2731         struct bio *bio;
2732         int total_sector_nr;
2733         int ret = 0;
2734
2735         ASSERT(bio_list_size(bio_list) == 0);
2736
2737         /* Build a list of bios to read all the missing parts. */
2738         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
2739              total_sector_nr++) {
2740                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
2741                 int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
2742                 struct sector_ptr *sector;
2743
2744                 /* No data in the vertical stripe, no need to read. */
2745                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
2746                         continue;
2747
2748                 /*
2749                  * We want to find all the sectors missing from the rbio and
2750                  * read them from the disk. If sector_in_rbio() finds a sector
2751                  * in the bio list we don't need to read it off the stripe.
2752                  */
2753                 sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
2754                 if (sector)
2755                         continue;
2756
2757                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
2758                 /*
2759                  * The bio cache may have handed us an uptodate sector.  If so,
2760                  * use it.
2761                  */
2762                 if (sector->uptodate)
2763                         continue;
2764
2765                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector, stripe,
2766                                          sectornr, REQ_OP_READ);
2767                 if (ret)
2768                         goto error;
2769         }
2770         return 0;
2771 error:
2772         while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
2773                 bio_put(bio);
2774         return ret;
2775 }
2776
2777 static int scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2778 {
2779         bool need_check = false;
2780         struct bio_list bio_list;
2781         int sector_nr;
2782         int ret;
2783         struct bio *bio;
2784
2785         bio_list_init(&bio_list);
2786
2787         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2788         if (ret)
2789                 goto cleanup;
2790
2791         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
2792
2793         ret = scrub_assemble_read_bios(rbio, &bio_list);
2794         if (ret < 0)
2795                 goto cleanup;
2796
2797         submit_read_bios(rbio, &bio_list);
2798         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2799
2800         /* We may have some failures, recover the failed sectors first. */
2801         ret = recover_scrub_rbio(rbio);
2802         if (ret < 0)
2803                 goto cleanup;
2804
2805         /*
2806          * We have every sector properly prepared. Can finish the scrub
2807          * and writeback the good content.
2808          */
2809         ret = finish_parity_scrub(rbio, need_check);
2810         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2811         for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
2812                 int found_errors;
2813
2814                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr, NULL, NULL);
2815                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
2816                         ret = -EIO;
2817                         break;
2818                 }
2819         }
2820         return ret;
2821
2822 cleanup:
2823         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2824                 bio_put(bio);
2825
2826         return ret;
2827 }
2828
2829 static void scrub_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
2830 {
2831         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2832         int ret;
2833
2834         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2835         ret = scrub_rbio(rbio);
2836         rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2837 }
2838
2839 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2840 {
2841         if (!lock_stripe_add(rbio))
2842                 start_async_work(rbio, scrub_rbio_work_locked);
2843 }
2844
2845 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2846
2847 struct btrfs_raid_bio *
2848 raid56_alloc_missing_rbio(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc)
2849 {
2850         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
2851         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2852
2853         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
2854         if (IS_ERR(rbio))
2855                 return NULL;
2856
2857         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2858         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2859         /*
2860          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2861          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2862          */
2863         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2864
2865         set_rbio_range_error(rbio, bio);
2866
2867         return rbio;
2868 }
2869
2870 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2871 {
2872         start_async_work(rbio, recover_rbio_work);
2873 }