OSDN Git Service

Merge tag 'modules-for-v4.16-rc7' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[uclinux-h8/linux.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/mm.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         refcount_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kvzalloc(table_size, GFP_KERNEL);
222         if (!table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         spin_lock_init(&table->cache_lock);
226         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
227
228         h = table->table;
229
230         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
231                 cur = h + i;
232                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
233                 spin_lock_init(&cur->lock);
234         }
235
236         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
237         if (x)
238                 kvfree(x);
239         return 0;
240 }
241
242 /*
243  * caching an rbio means to copy anything from the
244  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
245  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
246  * to indicate if it has valid data
247  *
248  * once the caching is done, we set the cache ready
249  * bit.
250  */
251 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
252 {
253         int i;
254         char *s;
255         char *d;
256         int ret;
257
258         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
259         if (ret)
260                 return;
261
262         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
263                 if (!rbio->bio_pages[i])
264                         continue;
265
266                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
267                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
268
269                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
270
271                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
272                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
273                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
274         }
275         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
276 }
277
278 /*
279  * we hash on the first logical address of the stripe
280  */
281 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
282 {
283         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
284
285         /*
286          * we shift down quite a bit.  We're using byte
287          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
288          * This tends to upset hash_64, and it consistently
289          * returns just one or two different values.
290          *
291          * shifting off the lower bits fixes things.
292          */
293         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
294 }
295
296 /*
297  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
298  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
299  */
300 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
301 {
302         int i;
303         struct page *s;
304         struct page *d;
305
306         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
307                 return;
308
309         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
310                 s = src->stripe_pages[i];
311                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
312                         continue;
313                 }
314
315                 d = dest->stripe_pages[i];
316                 if (d)
317                         __free_page(d);
318
319                 dest->stripe_pages[i] = s;
320                 src->stripe_pages[i] = NULL;
321         }
322 }
323
324 /*
325  * merging means we take the bio_list from the victim and
326  * splice it into the destination.  The victim should
327  * be discarded afterwards.
328  *
329  * must be called with dest->rbio_list_lock held
330  */
331 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
332                        struct btrfs_raid_bio *victim)
333 {
334         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
335         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
336         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
337         bio_list_init(&victim->bio_list);
338 }
339
340 /*
341  * used to prune items that are in the cache.  The caller
342  * must hold the hash table lock.
343  */
344 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
345 {
346         int bucket = rbio_bucket(rbio);
347         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
348         struct btrfs_stripe_hash *h;
349         int freeit = 0;
350
351         /*
352          * check the bit again under the hash table lock.
353          */
354         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
355                 return;
356
357         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
358         h = table->table + bucket;
359
360         /* hold the lock for the bucket because we may be
361          * removing it from the hash table
362          */
363         spin_lock(&h->lock);
364
365         /*
366          * hold the lock for the bio list because we need
367          * to make sure the bio list is empty
368          */
369         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
370
371         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
372                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
373                 table->cache_size -= 1;
374                 freeit = 1;
375
376                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
377                  * still involved in an IO.  We take it out
378                  * of the cache list, and drop the ref that
379                  * was held for the list.
380                  *
381                  * If the bio_list was empty, we also remove
382                  * the rbio from the hash_table, and drop
383                  * the corresponding ref
384                  */
385                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
386                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
387                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
388                                 refcount_dec(&rbio->refs);
389                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
390                         }
391                 }
392         }
393
394         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
395         spin_unlock(&h->lock);
396
397         if (freeit)
398                 __free_raid_bio(rbio);
399 }
400
401 /*
402  * prune a given rbio from the cache
403  */
404 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
405 {
406         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
407         unsigned long flags;
408
409         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
410                 return;
411
412         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
413
414         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
415         __remove_rbio_from_cache(rbio);
416         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
417 }
418
419 /*
420  * remove everything in the cache
421  */
422 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
423 {
424         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
425         unsigned long flags;
426         struct btrfs_raid_bio *rbio;
427
428         table = info->stripe_hash_table;
429
430         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
431         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
432                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
433                                   struct btrfs_raid_bio,
434                                   stripe_cache);
435                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
436         }
437         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
438 }
439
440 /*
441  * remove all cached entries and free the hash table
442  * used by unmount
443  */
444 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
445 {
446         if (!info->stripe_hash_table)
447                 return;
448         btrfs_clear_rbio_cache(info);
449         kvfree(info->stripe_hash_table);
450         info->stripe_hash_table = NULL;
451 }
452
453 /*
454  * insert an rbio into the stripe cache.  It
455  * must have already been prepared by calling
456  * cache_rbio_pages
457  *
458  * If this rbio was already cached, it gets
459  * moved to the front of the lru.
460  *
461  * If the size of the rbio cache is too big, we
462  * prune an item.
463  */
464 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
465 {
466         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
467         unsigned long flags;
468
469         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
470                 return;
471
472         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
473
474         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
475         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
476
477         /* bump our ref if we were not in the list before */
478         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
479                 refcount_inc(&rbio->refs);
480
481         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
482                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
483         } else {
484                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
485                 table->cache_size += 1;
486         }
487
488         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
489
490         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
491                 struct btrfs_raid_bio *found;
492
493                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
494                                   struct btrfs_raid_bio,
495                                   stripe_cache);
496
497                 if (found != rbio)
498                         __remove_rbio_from_cache(found);
499         }
500
501         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
502 }
503
504 /*
505  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
506  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
507  * loop through.
508  */
509 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
510 {
511         int src_off = 0;
512         int xor_src_cnt = 0;
513         void *dest = pages[src_cnt];
514
515         while(src_cnt > 0) {
516                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
517                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
518
519                 src_cnt -= xor_src_cnt;
520                 src_off += xor_src_cnt;
521         }
522 }
523
524 /*
525  * returns true if the bio list inside this rbio
526  * covers an entire stripe (no rmw required).
527  * Must be called with the bio list lock held, or
528  * at a time when you know it is impossible to add
529  * new bios into the list
530  */
531 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
532 {
533         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
534         int ret = 1;
535
536         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
537                 ret = 0;
538
539         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
540         return ret;
541 }
542
543 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
544 {
545         unsigned long flags;
546         int ret;
547
548         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
549         ret = __rbio_is_full(rbio);
550         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
551         return ret;
552 }
553
554 /*
555  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
556  * The merging is safe if the two rbios correspond to
557  * the same stripe and if they are both going in the same
558  * direction (read vs write), and if neither one is
559  * locked for final IO
560  *
561  * The caller is responsible for locking such that
562  * rmw_locked is safe to test
563  */
564 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
565                           struct btrfs_raid_bio *cur)
566 {
567         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
568             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
569                 return 0;
570
571         /*
572          * we can't merge with cached rbios, since the
573          * idea is that when we merge the destination
574          * rbio is going to run our IO for us.  We can
575          * steal from cached rbios though, other functions
576          * handle that.
577          */
578         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
579             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
580                 return 0;
581
582         if (last->bbio->raid_map[0] !=
583             cur->bbio->raid_map[0])
584                 return 0;
585
586         /* we can't merge with different operations */
587         if (last->operation != cur->operation)
588                 return 0;
589         /*
590          * We've need read the full stripe from the drive.
591          * check and repair the parity and write the new results.
592          *
593          * We're not allowed to add any new bios to the
594          * bio list here, anyone else that wants to
595          * change this stripe needs to do their own rmw.
596          */
597         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
598                 return 0;
599
600         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
601                 return 0;
602
603         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
604                 int fa = last->faila;
605                 int fb = last->failb;
606                 int cur_fa = cur->faila;
607                 int cur_fb = cur->failb;
608
609                 if (last->faila >= last->failb) {
610                         fa = last->failb;
611                         fb = last->faila;
612                 }
613
614                 if (cur->faila >= cur->failb) {
615                         cur_fa = cur->failb;
616                         cur_fb = cur->faila;
617                 }
618
619                 if (fa != cur_fa || fb != cur_fb)
620                         return 0;
621         }
622         return 1;
623 }
624
625 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
626                                   int index)
627 {
628         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
629 }
630
631 /*
632  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
633  * the FS sent down to us
634  */
635 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
636                                      int index)
637 {
638         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
639 }
640
641 /*
642  * helper to index into the pstripe
643  */
644 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
645 {
646         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
647 }
648
649 /*
650  * helper to index into the qstripe, returns null
651  * if there is no qstripe
652  */
653 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
654 {
655         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
656                 return NULL;
657         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
658 }
659
660 /*
661  * The first stripe in the table for a logical address
662  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
663  *
664  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
665  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
666  * themselves.
667  *
668  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
669  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
670  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
671  *
672  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
673  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
674  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
675  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
676  * 1 is returned
677  *
678  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
679  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
680  * already been freed.
681  */
682 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
683 {
684         int bucket = rbio_bucket(rbio);
685         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
686         struct btrfs_raid_bio *cur;
687         struct btrfs_raid_bio *pending;
688         unsigned long flags;
689         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
690         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
691         int ret = 0;
692
693         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
694         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
695                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
696                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
697
698                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
699                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
700                             list_empty(&cur->plug_list) &&
701                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
702                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
703                                 list_del_init(&cur->hash_list);
704                                 refcount_dec(&cur->refs);
705
706                                 steal_rbio(cur, rbio);
707                                 cache_drop = cur;
708                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
709
710                                 goto lockit;
711                         }
712
713                         /* can we merge into the lock owner? */
714                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
715                                 merge_rbio(cur, rbio);
716                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
717                                 freeit = rbio;
718                                 ret = 1;
719                                 goto out;
720                         }
721
722
723                         /*
724                          * we couldn't merge with the running
725                          * rbio, see if we can merge with the
726                          * pending ones.  We don't have to
727                          * check for rmw_locked because there
728                          * is no way they are inside finish_rmw
729                          * right now
730                          */
731                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
732                                             plug_list) {
733                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
734                                         merge_rbio(pending, rbio);
735                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
736                                         freeit = rbio;
737                                         ret = 1;
738                                         goto out;
739                                 }
740                         }
741
742                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
743                          * our rbio will be started with the currently
744                          * running rbio unlocks
745                          */
746                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
747                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
748                         ret = 1;
749                         goto out;
750                 }
751         }
752 lockit:
753         refcount_inc(&rbio->refs);
754         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
755 out:
756         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
757         if (cache_drop)
758                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
759         if (freeit)
760                 __free_raid_bio(freeit);
761         return ret;
762 }
763
764 /*
765  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
766  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
767  */
768 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
769 {
770         int bucket;
771         struct btrfs_stripe_hash *h;
772         unsigned long flags;
773         int keep_cache = 0;
774
775         bucket = rbio_bucket(rbio);
776         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
777
778         if (list_empty(&rbio->plug_list))
779                 cache_rbio(rbio);
780
781         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
782         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
783
784         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
785                 /*
786                  * if we're still cached and there is no other IO
787                  * to perform, just leave this rbio here for others
788                  * to steal from later
789                  */
790                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
791                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
792                         keep_cache = 1;
793                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
794                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
795                         goto done;
796                 }
797
798                 list_del_init(&rbio->hash_list);
799                 refcount_dec(&rbio->refs);
800
801                 /*
802                  * we use the plug list to hold all the rbios
803                  * waiting for the chance to lock this stripe.
804                  * hand the lock over to one of them.
805                  */
806                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
807                         struct btrfs_raid_bio *next;
808                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
809
810                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
811                                           plug_list);
812
813                         list_del_init(&rbio->plug_list);
814
815                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
816                         refcount_inc(&next->refs);
817                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
818                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
819
820                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
821                                 async_read_rebuild(next);
822                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
823                                 steal_rbio(rbio, next);
824                                 async_read_rebuild(next);
825                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
826                                 steal_rbio(rbio, next);
827                                 async_rmw_stripe(next);
828                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
829                                 steal_rbio(rbio, next);
830                                 async_scrub_parity(next);
831                         }
832
833                         goto done_nolock;
834                 }
835         }
836 done:
837         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
838         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
839
840 done_nolock:
841         if (!keep_cache)
842                 remove_rbio_from_cache(rbio);
843 }
844
845 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
846 {
847         int i;
848
849         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
850                 return;
851
852         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
853         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
854         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
855
856         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
857                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
858                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
859                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
860                 }
861         }
862
863         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
864         kfree(rbio);
865 }
866
867 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
868 {
869         struct bio *next;
870
871         while (cur) {
872                 next = cur->bi_next;
873                 cur->bi_next = NULL;
874                 cur->bi_status = err;
875                 bio_endio(cur);
876                 cur = next;
877         }
878 }
879
880 /*
881  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
882  * bio_list and calls end_io on them
883  */
884 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
885 {
886         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
887         struct bio *extra;
888
889         if (rbio->generic_bio_cnt)
890                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
891
892         /*
893          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
894          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
895          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
896          * becomes non-empty.
897          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
898          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
899          */
900         unlock_stripe(rbio);
901         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
902         __free_raid_bio(rbio);
903
904         rbio_endio_bio_list(cur, err);
905         if (extra)
906                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
907 }
908
909 /*
910  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
911  * get here, we've written a full stripe
912  */
913 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
914 {
915         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
916         blk_status_t err = bio->bi_status;
917         int max_errors;
918
919         if (err)
920                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
921
922         bio_put(bio);
923
924         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
925                 return;
926
927         err = BLK_STS_OK;
928
929         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
930         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
931                      0 : rbio->bbio->max_errors;
932         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
933                 err = BLK_STS_IOERR;
934
935         rbio_orig_end_io(rbio, err);
936 }
937
938 /*
939  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
940  * any pages it included, and then use the rbio for everything
941  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
942  * and page number in that stripe fall inside the original bio
943  * or the rbio.
944  *
945  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
946  * that are outside the bio_list
947  *
948  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
949  * and the caller must bump refs as required.
950  *
951  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
952  * the answers from this function.
953  */
954 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
955                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
956 {
957         int chunk_page;
958         struct page *p = NULL;
959
960         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
961
962         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
963         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
964         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
965
966         if (p || bio_list_only)
967                 return p;
968
969         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
970 }
971
972 /*
973  * number of pages we need for the entire stripe across all the
974  * drives
975  */
976 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
977 {
978         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
979 }
980
981 /*
982  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
983  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
984  */
985 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
986                                          struct btrfs_bio *bbio,
987                                          u64 stripe_len)
988 {
989         struct btrfs_raid_bio *rbio;
990         int nr_data = 0;
991         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
992         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
993         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
994         void *p;
995
996         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
997                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
998                        sizeof(long), GFP_NOFS);
999         if (!rbio)
1000                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1001
1002         bio_list_init(&rbio->bio_list);
1003         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
1004         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
1005         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
1006         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
1007         rbio->bbio = bbio;
1008         rbio->fs_info = fs_info;
1009         rbio->stripe_len = stripe_len;
1010         rbio->nr_pages = num_pages;
1011         rbio->real_stripes = real_stripes;
1012         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1013         rbio->faila = -1;
1014         rbio->failb = -1;
1015         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1016         atomic_set(&rbio->error, 0);
1017         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1018
1019         /*
1020          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1021          * memory we allocated past the end of the rbio
1022          */
1023         p = rbio + 1;
1024         rbio->stripe_pages = p;
1025         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1026         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1027
1028         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1029                 nr_data = real_stripes - 1;
1030         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1031                 nr_data = real_stripes - 2;
1032         else
1033                 BUG();
1034
1035         rbio->nr_data = nr_data;
1036         return rbio;
1037 }
1038
1039 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1040 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1041 {
1042         int i;
1043         struct page *page;
1044
1045         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1046                 if (rbio->stripe_pages[i])
1047                         continue;
1048                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1049                 if (!page)
1050                         return -ENOMEM;
1051                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1052         }
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /* only allocate pages for p/q stripes */
1057 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1058 {
1059         int i;
1060         struct page *page;
1061
1062         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1063
1064         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1065                 if (rbio->stripe_pages[i])
1066                         continue;
1067                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1068                 if (!page)
1069                         return -ENOMEM;
1070                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1071         }
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /*
1076  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1077  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1078  * zero if all went well.
1079  */
1080 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1081                             struct bio_list *bio_list,
1082                             struct page *page,
1083                             int stripe_nr,
1084                             unsigned long page_index,
1085                             unsigned long bio_max_len)
1086 {
1087         struct bio *last = bio_list->tail;
1088         u64 last_end = 0;
1089         int ret;
1090         struct bio *bio;
1091         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1092         u64 disk_start;
1093
1094         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1095         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1096
1097         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1098         if (!stripe->dev->bdev)
1099                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1100
1101         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1102         if (last) {
1103                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1104                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1105
1106                 /*
1107                  * we can't merge these if they are from different
1108                  * devices or if they are not contiguous
1109                  */
1110                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1111                     !last->bi_status &&
1112                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1113                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1114                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1115                         if (ret == PAGE_SIZE)
1116                                 return 0;
1117                 }
1118         }
1119
1120         /* put a new bio on the list */
1121         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1122         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1123         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1124         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1125
1126         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1127         bio_list_add(bio_list, bio);
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 /*
1132  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1133  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1134  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1135  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1136  * after we've reconstructed the failed stripes
1137  */
1138 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1139 {
1140         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1141                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1142                 __raid56_parity_recover(rbio);
1143         } else {
1144                 finish_rmw(rbio);
1145         }
1146 }
1147
1148 /*
1149  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1150  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1151  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1152  * reconstruction.
1153  *
1154  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1155  */
1156 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1157 {
1158         struct bio *bio;
1159         u64 start;
1160         unsigned long stripe_offset;
1161         unsigned long page_index;
1162
1163         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1164         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1165                 struct bio_vec bvec;
1166                 struct bvec_iter iter;
1167                 int i = 0;
1168
1169                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1170                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1171                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1172
1173                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1174                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1175
1176                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1177                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1178                         i++;
1179                 }
1180         }
1181         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * this is called from one of two situations.  We either
1186  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1187  * the missing bits off disk.
1188  *
1189  * This will calculate the parity and then send down any
1190  * changed blocks.
1191  */
1192 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1193 {
1194         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1195         void *pointers[rbio->real_stripes];
1196         int nr_data = rbio->nr_data;
1197         int stripe;
1198         int pagenr;
1199         int p_stripe = -1;
1200         int q_stripe = -1;
1201         struct bio_list bio_list;
1202         struct bio *bio;
1203         int ret;
1204
1205         bio_list_init(&bio_list);
1206
1207         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1208                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1209         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1210                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1211                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1212         } else {
1213                 BUG();
1214         }
1215
1216         /* at this point we either have a full stripe,
1217          * or we've read the full stripe from the drive.
1218          * recalculate the parity and write the new results.
1219          *
1220          * We're not allowed to add any new bios to the
1221          * bio list here, anyone else that wants to
1222          * change this stripe needs to do their own rmw.
1223          */
1224         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1225         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1226         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1227
1228         atomic_set(&rbio->error, 0);
1229
1230         /*
1231          * now that we've set rmw_locked, run through the
1232          * bio list one last time and map the page pointers
1233          *
1234          * We don't cache full rbios because we're assuming
1235          * the higher layers are unlikely to use this area of
1236          * the disk again soon.  If they do use it again,
1237          * hopefully they will send another full bio.
1238          */
1239         index_rbio_pages(rbio);
1240         if (!rbio_is_full(rbio))
1241                 cache_rbio_pages(rbio);
1242         else
1243                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1244
1245         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1246                 struct page *p;
1247                 /* first collect one page from each data stripe */
1248                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1249                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1250                         pointers[stripe] = kmap(p);
1251                 }
1252
1253                 /* then add the parity stripe */
1254                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1255                 SetPageUptodate(p);
1256                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1257
1258                 if (q_stripe != -1) {
1259
1260                         /*
1261                          * raid6, add the qstripe and call the
1262                          * library function to fill in our p/q
1263                          */
1264                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1265                         SetPageUptodate(p);
1266                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1267
1268                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1269                                                 pointers);
1270                 } else {
1271                         /* raid5 */
1272                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1273                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1274                 }
1275
1276
1277                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1278                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1279         }
1280
1281         /*
1282          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1283          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1284          * everything else.
1285          */
1286         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1287                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1288                         struct page *page;
1289                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1290                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1291                                 if (!page)
1292                                         continue;
1293                         } else {
1294                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1295                         }
1296
1297                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1298                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1299                         if (ret)
1300                                 goto cleanup;
1301                 }
1302         }
1303
1304         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1305                 goto write_data;
1306
1307         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1308                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1309                         continue;
1310
1311                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1312                         struct page *page;
1313                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1314                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1315                                 if (!page)
1316                                         continue;
1317                         } else {
1318                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1319                         }
1320
1321                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1322                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1323                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1324                         if (ret)
1325                                 goto cleanup;
1326                 }
1327         }
1328
1329 write_data:
1330         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1331         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1332
1333         while (1) {
1334                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1335                 if (!bio)
1336                         break;
1337
1338                 bio->bi_private = rbio;
1339                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1340                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1341
1342                 submit_bio(bio);
1343         }
1344         return;
1345
1346 cleanup:
1347         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1348
1349         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1350                 bio_put(bio);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1355  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1356  * so it looks up based on physical sector numbers.
1357  */
1358 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1359                            struct bio *bio)
1360 {
1361         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1362         u64 stripe_start;
1363         int i;
1364         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1365
1366         physical <<= 9;
1367
1368         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1369                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1370                 stripe_start = stripe->physical;
1371                 if (physical >= stripe_start &&
1372                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1373                     stripe->dev->bdev &&
1374                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1375                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1376                         return i;
1377                 }
1378         }
1379         return -1;
1380 }
1381
1382 /*
1383  * helper to find the stripe number for a given
1384  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1385  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1386  */
1387 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1388                                    struct bio *bio)
1389 {
1390         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1391         u64 stripe_start;
1392         int i;
1393
1394         logical <<= 9;
1395
1396         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1397                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1398                 if (logical >= stripe_start &&
1399                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1400                         return i;
1401                 }
1402         }
1403         return -1;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * returns -EIO if we had too many failures
1408  */
1409 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1410 {
1411         unsigned long flags;
1412         int ret = 0;
1413
1414         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1415
1416         /* we already know this stripe is bad, move on */
1417         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1418                 goto out;
1419
1420         if (rbio->faila == -1) {
1421                 /* first failure on this rbio */
1422                 rbio->faila = failed;
1423                 atomic_inc(&rbio->error);
1424         } else if (rbio->failb == -1) {
1425                 /* second failure on this rbio */
1426                 rbio->failb = failed;
1427                 atomic_inc(&rbio->error);
1428         } else {
1429                 ret = -EIO;
1430         }
1431 out:
1432         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1433
1434         return ret;
1435 }
1436
1437 /*
1438  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1439  * bio.
1440  */
1441 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1442                            struct bio *bio)
1443 {
1444         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1445
1446         if (failed < 0)
1447                 return -EIO;
1448
1449         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1450 }
1451
1452 /*
1453  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1454  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1455  */
1456 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1457 {
1458         struct bio_vec *bvec;
1459         int i;
1460
1461         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1462
1463         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1464                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1465 }
1466
1467 /*
1468  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1469  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1470  * stripe.
1471  *
1472  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1473  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1474  */
1475 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1476 {
1477         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1478
1479         if (bio->bi_status)
1480                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1481         else
1482                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1483
1484         bio_put(bio);
1485
1486         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1487                 return;
1488
1489         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1490                 goto cleanup;
1491
1492         /*
1493          * this will normally call finish_rmw to start our write
1494          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1495          * from parity first
1496          */
1497         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1498         return;
1499
1500 cleanup:
1501
1502         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1503 }
1504
1505 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1506 {
1507         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1508         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1509 }
1510
1511 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1512 {
1513         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1514                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1515
1516         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1517 }
1518
1519 /*
1520  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1521  * unlock after all the writes are done
1522  */
1523 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1524 {
1525         int bios_to_read = 0;
1526         struct bio_list bio_list;
1527         int ret;
1528         int pagenr;
1529         int stripe;
1530         struct bio *bio;
1531
1532         bio_list_init(&bio_list);
1533
1534         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1535         if (ret)
1536                 goto cleanup;
1537
1538         index_rbio_pages(rbio);
1539
1540         atomic_set(&rbio->error, 0);
1541         /*
1542          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1543          * stripe
1544          */
1545         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1546                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1547                         struct page *page;
1548                         /*
1549                          * we want to find all the pages missing from
1550                          * the rbio and read them from the disk.  If
1551                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1552                          * we don't need to read it off the stripe.
1553                          */
1554                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1555                         if (page)
1556                                 continue;
1557
1558                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1559                         /*
1560                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1561                          * page.  If so, be happy and use it
1562                          */
1563                         if (PageUptodate(page))
1564                                 continue;
1565
1566                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1567                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1568                         if (ret)
1569                                 goto cleanup;
1570                 }
1571         }
1572
1573         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1574         if (!bios_to_read) {
1575                 /*
1576                  * this can happen if others have merged with
1577                  * us, it means there is nothing left to read.
1578                  * But if there are missing devices it may not be
1579                  * safe to do the full stripe write yet.
1580                  */
1581                 goto finish;
1582         }
1583
1584         /*
1585          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1586          * not to touch it after that
1587          */
1588         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1589         while (1) {
1590                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1591                 if (!bio)
1592                         break;
1593
1594                 bio->bi_private = rbio;
1595                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1596                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1597
1598                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1599
1600                 submit_bio(bio);
1601         }
1602         /* the actual write will happen once the reads are done */
1603         return 0;
1604
1605 cleanup:
1606         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1607
1608         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1609                 bio_put(bio);
1610
1611         return -EIO;
1612
1613 finish:
1614         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1615         return 0;
1616 }
1617
1618 /*
1619  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1620  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1621  */
1622 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1623 {
1624         int ret;
1625
1626         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1627         if (ret) {
1628                 __free_raid_bio(rbio);
1629                 return ret;
1630         }
1631
1632         ret = lock_stripe_add(rbio);
1633         if (ret == 0)
1634                 finish_rmw(rbio);
1635         return 0;
1636 }
1637
1638 /*
1639  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1640  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1641  * rbio before calculating new parity
1642  */
1643 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1644 {
1645         int ret;
1646
1647         ret = lock_stripe_add(rbio);
1648         if (ret == 0)
1649                 async_rmw_stripe(rbio);
1650         return 0;
1651 }
1652
1653 /*
1654  * sometimes while we were reading from the drive to
1655  * recalculate parity, enough new bios come into create
1656  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1657  * go directly to finish_rmw
1658  */
1659 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1660 {
1661         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1662         if (!rbio_is_full(rbio))
1663                 return partial_stripe_write(rbio);
1664         return full_stripe_write(rbio);
1665 }
1666
1667 /*
1668  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1669  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1670  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1671  * we sort the list by logical block number and merge
1672  * everything we can into the same rbios
1673  */
1674 struct btrfs_plug_cb {
1675         struct blk_plug_cb cb;
1676         struct btrfs_fs_info *info;
1677         struct list_head rbio_list;
1678         struct btrfs_work work;
1679 };
1680
1681 /*
1682  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1683  */
1684 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1685 {
1686         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1687                                                  plug_list);
1688         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1689                                                  plug_list);
1690         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1691         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1692
1693         if (a_sector < b_sector)
1694                 return -1;
1695         if (a_sector > b_sector)
1696                 return 1;
1697         return 0;
1698 }
1699
1700 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1701 {
1702         struct btrfs_raid_bio *cur;
1703         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1704
1705         /*
1706          * sort our plug list then try to merge
1707          * everything we can in hopes of creating full
1708          * stripes.
1709          */
1710         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1711         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1712                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1713                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1714                 list_del_init(&cur->plug_list);
1715
1716                 if (rbio_is_full(cur)) {
1717                         /* we have a full stripe, send it down */
1718                         full_stripe_write(cur);
1719                         continue;
1720                 }
1721                 if (last) {
1722                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1723                                 merge_rbio(last, cur);
1724                                 __free_raid_bio(cur);
1725                                 continue;
1726
1727                         }
1728                         __raid56_parity_write(last);
1729                 }
1730                 last = cur;
1731         }
1732         if (last) {
1733                 __raid56_parity_write(last);
1734         }
1735         kfree(plug);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1740  * work off to a helper thread
1741  */
1742 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1743 {
1744         struct btrfs_plug_cb *plug;
1745         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1746         run_plug(plug);
1747 }
1748
1749 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1750 {
1751         struct btrfs_plug_cb *plug;
1752         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1753
1754         if (from_schedule) {
1755                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1756                                 unplug_work, NULL, NULL);
1757                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1758                                  &plug->work);
1759                 return;
1760         }
1761         run_plug(plug);
1762 }
1763
1764 /*
1765  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1766  */
1767 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1768                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1769 {
1770         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1771         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1772         struct blk_plug_cb *cb;
1773         int ret;
1774
1775         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1776         if (IS_ERR(rbio)) {
1777                 btrfs_put_bbio(bbio);
1778                 return PTR_ERR(rbio);
1779         }
1780         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1781         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1782         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1783
1784         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1785         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1786
1787         /*
1788          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1789          * as quickly as we can
1790          */
1791         if (rbio_is_full(rbio)) {
1792                 ret = full_stripe_write(rbio);
1793                 if (ret)
1794                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1795                 return ret;
1796         }
1797
1798         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1799         if (cb) {
1800                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1801                 if (!plug->info) {
1802                         plug->info = fs_info;
1803                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1804                 }
1805                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1806                 ret = 0;
1807         } else {
1808                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1809                 if (ret)
1810                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1811         }
1812         return ret;
1813 }
1814
1815 /*
1816  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1817  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1818  * sorting the good from the bad.
1819  */
1820 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1821 {
1822         int pagenr, stripe;
1823         void **pointers;
1824         int faila = -1, failb = -1;
1825         struct page *page;
1826         blk_status_t err;
1827         int i;
1828
1829         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1830         if (!pointers) {
1831                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1832                 goto cleanup_io;
1833         }
1834
1835         faila = rbio->faila;
1836         failb = rbio->failb;
1837
1838         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1839             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1840                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1841                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1842                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1843         }
1844
1845         index_rbio_pages(rbio);
1846
1847         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1848                 /*
1849                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1850                  * which we have data when doing parity scrub.
1851                  */
1852                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1853                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1854                         continue;
1855
1856                 /* setup our array of pointers with pages
1857                  * from each stripe
1858                  */
1859                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1860                         /*
1861                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1862                          * pages from the bio list
1863                          */
1864                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1865                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1866                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1867                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1868                         } else {
1869                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1870                         }
1871                         pointers[stripe] = kmap(page);
1872                 }
1873
1874                 /* all raid6 handling here */
1875                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1876                         /*
1877                          * single failure, rebuild from parity raid5
1878                          * style
1879                          */
1880                         if (failb < 0) {
1881                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1882                                         /*
1883                                          * Just the P stripe has failed, without
1884                                          * a bad data or Q stripe.
1885                                          * TODO, we should redo the xor here.
1886                                          */
1887                                         err = BLK_STS_IOERR;
1888                                         goto cleanup;
1889                                 }
1890                                 /*
1891                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1892                                  * in the pstripe code below
1893                                  */
1894                                 goto pstripe;
1895                         }
1896
1897                         /* make sure our ps and qs are in order */
1898                         if (faila > failb) {
1899                                 int tmp = failb;
1900                                 failb = faila;
1901                                 faila = tmp;
1902                         }
1903
1904                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1905                          * from the xors.
1906                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1907                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1908                          * data they want
1909                          */
1910                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1911                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1912                                     RAID5_P_STRIPE) {
1913                                         err = BLK_STS_IOERR;
1914                                         goto cleanup;
1915                                 }
1916                                 /*
1917                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1918                                  * a good P stripe.  raid5!
1919                                  */
1920                                 goto pstripe;
1921                         }
1922
1923                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1924                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1925                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1926                         } else {
1927                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1928                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1929                                                   pointers);
1930                         }
1931                 } else {
1932                         void *p;
1933
1934                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1935                         BUG_ON(failb != -1);
1936 pstripe:
1937                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1938                         memcpy(pointers[faila],
1939                                pointers[rbio->nr_data],
1940                                PAGE_SIZE);
1941
1942                         /* rearrange the pointer array */
1943                         p = pointers[faila];
1944                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1945                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1946                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1947
1948                         /* xor in the rest */
1949                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1950                 }
1951                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1952                  * and set all of our private rbio pages in the
1953                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1954                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1955                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1956                  */
1957                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1958                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1959                                 if (faila != -1) {
1960                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1961                                         SetPageUptodate(page);
1962                                 }
1963                                 if (failb != -1) {
1964                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1965                                         SetPageUptodate(page);
1966                                 }
1967                         }
1968                 }
1969                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1970                         /*
1971                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1972                          * pages from the bio list
1973                          */
1974                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1975                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1976                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1977                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1978                         } else {
1979                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1980                         }
1981                         kunmap(page);
1982                 }
1983         }
1984
1985         err = BLK_STS_OK;
1986 cleanup:
1987         kfree(pointers);
1988
1989 cleanup_io:
1990         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1991                 /*
1992                  * - In case of two failures, where rbio->failb != -1:
1993                  *
1994                  *   Do not cache this rbio since the above read reconstruction
1995                  *   (raid6_datap_recov() or raid6_2data_recov()) may have
1996                  *   changed some content of stripes which are not identical to
1997                  *   on-disk content any more, otherwise, a later write/recover
1998                  *   may steal stripe_pages from this rbio and end up with
1999                  *   corruptions or rebuild failures.
2000                  *
2001                  * - In case of single failure, where rbio->failb == -1:
2002                  *
2003                  *   Cache this rbio iff the above read reconstruction is
2004                  *   excuted without problems.
2005                  */
2006                 if (err == BLK_STS_OK && rbio->failb < 0)
2007                         cache_rbio_pages(rbio);
2008                 else
2009                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2010
2011                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2012         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
2013                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2014         } else if (err == BLK_STS_OK) {
2015                 rbio->faila = -1;
2016                 rbio->failb = -1;
2017
2018                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
2019                         finish_rmw(rbio);
2020                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
2021                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2022                 else
2023                         BUG();
2024         } else {
2025                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2026         }
2027 }
2028
2029 /*
2030  * This is called only for stripes we've read from disk to
2031  * reconstruct the parity.
2032  */
2033 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2034 {
2035         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2036
2037         /*
2038          * we only read stripe pages off the disk, set them
2039          * up to date if there were no errors
2040          */
2041         if (bio->bi_status)
2042                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2043         else
2044                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2045         bio_put(bio);
2046
2047         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2048                 return;
2049
2050         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2051                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2052         else
2053                 __raid_recover_end_io(rbio);
2054 }
2055
2056 /*
2057  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2058  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2059  * when the IO is done.
2060  *
2061  * This is used both for reads from the higher layers and for
2062  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2063  */
2064 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2065 {
2066         int bios_to_read = 0;
2067         struct bio_list bio_list;
2068         int ret;
2069         int pagenr;
2070         int stripe;
2071         struct bio *bio;
2072
2073         bio_list_init(&bio_list);
2074
2075         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2076         if (ret)
2077                 goto cleanup;
2078
2079         atomic_set(&rbio->error, 0);
2080
2081         /*
2082          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2083          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2084          * pages are going to be uptodate.
2085          */
2086         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2087                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2088                         atomic_inc(&rbio->error);
2089                         continue;
2090                 }
2091
2092                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2093                         struct page *p;
2094
2095                         /*
2096                          * the rmw code may have already read this
2097                          * page in
2098                          */
2099                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2100                         if (PageUptodate(p))
2101                                 continue;
2102
2103                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2104                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2105                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2106                         if (ret < 0)
2107                                 goto cleanup;
2108                 }
2109         }
2110
2111         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2112         if (!bios_to_read) {
2113                 /*
2114                  * we might have no bios to read just because the pages
2115                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2116                  * the devices were gone.
2117                  */
2118                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2119                         __raid_recover_end_io(rbio);
2120                         goto out;
2121                 } else {
2122                         goto cleanup;
2123                 }
2124         }
2125
2126         /*
2127          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2128          * not to touch it after that
2129          */
2130         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2131         while (1) {
2132                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2133                 if (!bio)
2134                         break;
2135
2136                 bio->bi_private = rbio;
2137                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2138                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2139
2140                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2141
2142                 submit_bio(bio);
2143         }
2144 out:
2145         return 0;
2146
2147 cleanup:
2148         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2149             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2150                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2151
2152         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2153                 bio_put(bio);
2154
2155         return -EIO;
2156 }
2157
2158 /*
2159  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2160  * is really only called when the normal read path had a failure,
2161  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2162  * of the drive.
2163  */
2164 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2165                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2166                           int mirror_num, int generic_io)
2167 {
2168         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2169         int ret;
2170
2171         if (generic_io) {
2172                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2173                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2174         }
2175
2176         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2177         if (IS_ERR(rbio)) {
2178                 if (generic_io)
2179                         btrfs_put_bbio(bbio);
2180                 return PTR_ERR(rbio);
2181         }
2182
2183         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2184         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2185         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2186
2187         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2188         if (rbio->faila == -1) {
2189                 btrfs_warn(fs_info,
2190         "%s could not find the bad stripe in raid56 so that we cannot recover any more (bio has logical %llu len %llu, bbio has map_type %llu)",
2191                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2192                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2193                 if (generic_io)
2194                         btrfs_put_bbio(bbio);
2195                 kfree(rbio);
2196                 return -EIO;
2197         }
2198
2199         if (generic_io) {
2200                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2201                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2202         } else {
2203                 btrfs_get_bbio(bbio);
2204         }
2205
2206         /*
2207          * Loop retry:
2208          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2209          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2210          */
2211         if (mirror_num > 2) {
2212                 /*
2213                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2214                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2215                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2216                  */
2217                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2218                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2219                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2220                         rbio->failb--;
2221         }
2222
2223         ret = lock_stripe_add(rbio);
2224
2225         /*
2226          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2227          * any errors it hits.  We don't want to return
2228          * its error value up the stack because our caller
2229          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2230          * return
2231          */
2232         if (ret == 0)
2233                 __raid56_parity_recover(rbio);
2234         /*
2235          * our rbio has been added to the list of
2236          * rbios that will be handled after the
2237          * currently lock owner is done
2238          */
2239         return 0;
2240
2241 }
2242
2243 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2244 {
2245         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2246
2247         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2248         raid56_rmw_stripe(rbio);
2249 }
2250
2251 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2252 {
2253         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2254
2255         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2256         __raid56_parity_recover(rbio);
2257 }
2258
2259 /*
2260  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2261  *
2262  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2263  *
2264  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2265  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2266  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2267  */
2268
2269 struct btrfs_raid_bio *
2270 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2271                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2272                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2273                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2274 {
2275         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2276         int i;
2277
2278         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2279         if (IS_ERR(rbio))
2280                 return NULL;
2281         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2282         /*
2283          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2284          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2285          */
2286         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2287         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2288
2289         /*
2290          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2291          * to the end position, so this search can start from the first parity
2292          * stripe.
2293          */
2294         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2295                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2296                         rbio->scrubp = i;
2297                         break;
2298                 }
2299         }
2300         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2301
2302         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2303         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2304         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2305         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2306
2307         /*
2308          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2309          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2310          */
2311         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2312
2313         return rbio;
2314 }
2315
2316 /* Used for both parity scrub and missing. */
2317 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2318                             u64 logical)
2319 {
2320         int stripe_offset;
2321         int index;
2322
2323         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2324         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2325                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2326         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2327         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2328         rbio->bio_pages[index] = page;
2329 }
2330
2331 /*
2332  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2333  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2334  */
2335 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2336 {
2337         int i;
2338         int bit;
2339         int index;
2340         struct page *page;
2341
2342         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2343                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2344                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2345                         if (rbio->stripe_pages[index])
2346                                 continue;
2347
2348                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2349                         if (!page)
2350                                 return -ENOMEM;
2351                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2352                 }
2353         }
2354         return 0;
2355 }
2356
2357 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2358                                          int need_check)
2359 {
2360         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2361         void *pointers[rbio->real_stripes];
2362         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2363         int nr_data = rbio->nr_data;
2364         int stripe;
2365         int pagenr;
2366         int p_stripe = -1;
2367         int q_stripe = -1;
2368         struct page *p_page = NULL;
2369         struct page *q_page = NULL;
2370         struct bio_list bio_list;
2371         struct bio *bio;
2372         int is_replace = 0;
2373         int ret;
2374
2375         bio_list_init(&bio_list);
2376
2377         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2378                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2379         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2380                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2381                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2382         } else {
2383                 BUG();
2384         }
2385
2386         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2387                 is_replace = 1;
2388                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2389         }
2390
2391         /*
2392          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2393          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2394          * it.
2395          */
2396         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2397
2398         if (!need_check)
2399                 goto writeback;
2400
2401         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2402         if (!p_page)
2403                 goto cleanup;
2404         SetPageUptodate(p_page);
2405
2406         if (q_stripe != -1) {
2407                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2408                 if (!q_page) {
2409                         __free_page(p_page);
2410                         goto cleanup;
2411                 }
2412                 SetPageUptodate(q_page);
2413         }
2414
2415         atomic_set(&rbio->error, 0);
2416
2417         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2418                 struct page *p;
2419                 void *parity;
2420                 /* first collect one page from each data stripe */
2421                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2422                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2423                         pointers[stripe] = kmap(p);
2424                 }
2425
2426                 /* then add the parity stripe */
2427                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2428
2429                 if (q_stripe != -1) {
2430
2431                         /*
2432                          * raid6, add the qstripe and call the
2433                          * library function to fill in our p/q
2434                          */
2435                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2436
2437                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2438                                                 pointers);
2439                 } else {
2440                         /* raid5 */
2441                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2442                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2443                 }
2444
2445                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2446                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2447                 parity = kmap(p);
2448                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2449                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2450                 else
2451                         /* Parity is right, needn't writeback */
2452                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2453                 kunmap(p);
2454
2455                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2456                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2457         }
2458
2459         __free_page(p_page);
2460         if (q_page)
2461                 __free_page(q_page);
2462
2463 writeback:
2464         /*
2465          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2466          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2467          * everything else.
2468          */
2469         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2470                 struct page *page;
2471
2472                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2473                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2474                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2475                 if (ret)
2476                         goto cleanup;
2477         }
2478
2479         if (!is_replace)
2480                 goto submit_write;
2481
2482         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2483                 struct page *page;
2484
2485                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2486                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2487                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2488                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2489                 if (ret)
2490                         goto cleanup;
2491         }
2492
2493 submit_write:
2494         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2495         if (!nr_data) {
2496                 /* Every parity is right */
2497                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2498                 return;
2499         }
2500
2501         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2502
2503         while (1) {
2504                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2505                 if (!bio)
2506                         break;
2507
2508                 bio->bi_private = rbio;
2509                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2510                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2511
2512                 submit_bio(bio);
2513         }
2514         return;
2515
2516 cleanup:
2517         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2518
2519         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2520                 bio_put(bio);
2521 }
2522
2523 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2524 {
2525         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2526                 return 1;
2527         return 0;
2528 }
2529
2530 /*
2531  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2532  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2533  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2534  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2535  * stripes
2536  */
2537 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2538 {
2539         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2540                 goto cleanup;
2541
2542         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2543                 int dfail = 0, failp = -1;
2544
2545                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2546                         dfail++;
2547                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2548                         failp = rbio->faila;
2549
2550                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2551                         dfail++;
2552                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2553                         failp = rbio->failb;
2554
2555                 /*
2556                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2557                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2558                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2559                  */
2560                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2561                         goto cleanup;
2562
2563                 /*
2564                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2565                  * repair the parity.
2566                  */
2567                 if (dfail == 0) {
2568                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2569                         return;
2570                 }
2571
2572                 /*
2573                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2574                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2575                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2576                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2577                  */
2578                 if (failp != rbio->scrubp)
2579                         goto cleanup;
2580
2581                 __raid_recover_end_io(rbio);
2582         } else {
2583                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2584         }
2585         return;
2586
2587 cleanup:
2588         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2589 }
2590
2591 /*
2592  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2593  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2594  * stripe.
2595  *
2596  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2597  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2598  */
2599 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2600 {
2601         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2602
2603         if (bio->bi_status)
2604                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2605         else
2606                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2607
2608         bio_put(bio);
2609
2610         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2611                 return;
2612
2613         /*
2614          * this will normally call finish_rmw to start our write
2615          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2616          * from parity first
2617          */
2618         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2619 }
2620
2621 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2622 {
2623         int bios_to_read = 0;
2624         struct bio_list bio_list;
2625         int ret;
2626         int pagenr;
2627         int stripe;
2628         struct bio *bio;
2629
2630         bio_list_init(&bio_list);
2631
2632         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2633         if (ret)
2634                 goto cleanup;
2635
2636         atomic_set(&rbio->error, 0);
2637         /*
2638          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2639          * stripe
2640          */
2641         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2642                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2643                         struct page *page;
2644                         /*
2645                          * we want to find all the pages missing from
2646                          * the rbio and read them from the disk.  If
2647                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2648                          * we don't need to read it off the stripe.
2649                          */
2650                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2651                         if (page)
2652                                 continue;
2653
2654                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2655                         /*
2656                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2657                          * page.  If so, be happy and use it
2658                          */
2659                         if (PageUptodate(page))
2660                                 continue;
2661
2662                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2663                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2664                         if (ret)
2665                                 goto cleanup;
2666                 }
2667         }
2668
2669         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2670         if (!bios_to_read) {
2671                 /*
2672                  * this can happen if others have merged with
2673                  * us, it means there is nothing left to read.
2674                  * But if there are missing devices it may not be
2675                  * safe to do the full stripe write yet.
2676                  */
2677                 goto finish;
2678         }
2679
2680         /*
2681          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2682          * not to touch it after that
2683          */
2684         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2685         while (1) {
2686                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2687                 if (!bio)
2688                         break;
2689
2690                 bio->bi_private = rbio;
2691                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2692                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2693
2694                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2695
2696                 submit_bio(bio);
2697         }
2698         /* the actual write will happen once the reads are done */
2699         return;
2700
2701 cleanup:
2702         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2703
2704         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2705                 bio_put(bio);
2706
2707         return;
2708
2709 finish:
2710         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2711 }
2712
2713 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2714 {
2715         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2716
2717         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2718         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2719 }
2720
2721 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2722 {
2723         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2724                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2725
2726         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2727 }
2728
2729 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2730 {
2731         if (!lock_stripe_add(rbio))
2732                 async_scrub_parity(rbio);
2733 }
2734
2735 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2736
2737 struct btrfs_raid_bio *
2738 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2739                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2740 {
2741         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2742
2743         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2744         if (IS_ERR(rbio))
2745                 return NULL;
2746
2747         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2748         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2749         /*
2750          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2751          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2752          */
2753         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2754
2755         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2756         if (rbio->faila == -1) {
2757                 BUG();
2758                 kfree(rbio);
2759                 return NULL;
2760         }
2761
2762         /*
2763          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2764          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2765          */
2766         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2767
2768         return rbio;
2769 }
2770
2771 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2772 {
2773         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2774
2775         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2776         __raid56_parity_recover(rbio);
2777 }
2778
2779 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2780 {
2781         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2782                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2783
2784         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2785 }
2786
2787 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2788 {
2789         if (!lock_stripe_add(rbio))
2790                 async_missing_raid56(rbio);
2791 }