ovl: Return -ENOMEM if an allocation fails ovl_lookup()
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/mm.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         refcount_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kvzalloc(table_size, GFP_KERNEL);
222         if (!table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         spin_lock_init(&table->cache_lock);
226         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
227
228         h = table->table;
229
230         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
231                 cur = h + i;
232                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
233                 spin_lock_init(&cur->lock);
234                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
235         }
236
237         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
238         if (x)
239                 kvfree(x);
240         return 0;
241 }
242
243 /*
244  * caching an rbio means to copy anything from the
245  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
246  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
247  * to indicate if it has valid data
248  *
249  * once the caching is done, we set the cache ready
250  * bit.
251  */
252 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
253 {
254         int i;
255         char *s;
256         char *d;
257         int ret;
258
259         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
260         if (ret)
261                 return;
262
263         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
264                 if (!rbio->bio_pages[i])
265                         continue;
266
267                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
268                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
269
270                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
271
272                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
273                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
274                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
275         }
276         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
277 }
278
279 /*
280  * we hash on the first logical address of the stripe
281  */
282 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
283 {
284         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
285
286         /*
287          * we shift down quite a bit.  We're using byte
288          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
289          * This tends to upset hash_64, and it consistently
290          * returns just one or two different values.
291          *
292          * shifting off the lower bits fixes things.
293          */
294         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
295 }
296
297 /*
298  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
299  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
300  */
301 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
302 {
303         int i;
304         struct page *s;
305         struct page *d;
306
307         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
308                 return;
309
310         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
311                 s = src->stripe_pages[i];
312                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
313                         continue;
314                 }
315
316                 d = dest->stripe_pages[i];
317                 if (d)
318                         __free_page(d);
319
320                 dest->stripe_pages[i] = s;
321                 src->stripe_pages[i] = NULL;
322         }
323 }
324
325 /*
326  * merging means we take the bio_list from the victim and
327  * splice it into the destination.  The victim should
328  * be discarded afterwards.
329  *
330  * must be called with dest->rbio_list_lock held
331  */
332 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
333                        struct btrfs_raid_bio *victim)
334 {
335         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
336         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
337         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
338         bio_list_init(&victim->bio_list);
339 }
340
341 /*
342  * used to prune items that are in the cache.  The caller
343  * must hold the hash table lock.
344  */
345 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
346 {
347         int bucket = rbio_bucket(rbio);
348         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
349         struct btrfs_stripe_hash *h;
350         int freeit = 0;
351
352         /*
353          * check the bit again under the hash table lock.
354          */
355         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
356                 return;
357
358         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
359         h = table->table + bucket;
360
361         /* hold the lock for the bucket because we may be
362          * removing it from the hash table
363          */
364         spin_lock(&h->lock);
365
366         /*
367          * hold the lock for the bio list because we need
368          * to make sure the bio list is empty
369          */
370         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
371
372         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
373                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
374                 table->cache_size -= 1;
375                 freeit = 1;
376
377                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
378                  * still involved in an IO.  We take it out
379                  * of the cache list, and drop the ref that
380                  * was held for the list.
381                  *
382                  * If the bio_list was empty, we also remove
383                  * the rbio from the hash_table, and drop
384                  * the corresponding ref
385                  */
386                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
387                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
388                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
389                                 refcount_dec(&rbio->refs);
390                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
391                         }
392                 }
393         }
394
395         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
396         spin_unlock(&h->lock);
397
398         if (freeit)
399                 __free_raid_bio(rbio);
400 }
401
402 /*
403  * prune a given rbio from the cache
404  */
405 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
406 {
407         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
408         unsigned long flags;
409
410         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
411                 return;
412
413         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
414
415         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
416         __remove_rbio_from_cache(rbio);
417         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
418 }
419
420 /*
421  * remove everything in the cache
422  */
423 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
424 {
425         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
426         unsigned long flags;
427         struct btrfs_raid_bio *rbio;
428
429         table = info->stripe_hash_table;
430
431         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
432         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
433                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
434                                   struct btrfs_raid_bio,
435                                   stripe_cache);
436                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
437         }
438         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
439 }
440
441 /*
442  * remove all cached entries and free the hash table
443  * used by unmount
444  */
445 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
446 {
447         if (!info->stripe_hash_table)
448                 return;
449         btrfs_clear_rbio_cache(info);
450         kvfree(info->stripe_hash_table);
451         info->stripe_hash_table = NULL;
452 }
453
454 /*
455  * insert an rbio into the stripe cache.  It
456  * must have already been prepared by calling
457  * cache_rbio_pages
458  *
459  * If this rbio was already cached, it gets
460  * moved to the front of the lru.
461  *
462  * If the size of the rbio cache is too big, we
463  * prune an item.
464  */
465 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
466 {
467         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
468         unsigned long flags;
469
470         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
471                 return;
472
473         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
474
475         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
476         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
477
478         /* bump our ref if we were not in the list before */
479         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
480                 refcount_inc(&rbio->refs);
481
482         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
483                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
484         } else {
485                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
486                 table->cache_size += 1;
487         }
488
489         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
490
491         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
492                 struct btrfs_raid_bio *found;
493
494                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
495                                   struct btrfs_raid_bio,
496                                   stripe_cache);
497
498                 if (found != rbio)
499                         __remove_rbio_from_cache(found);
500         }
501
502         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
503 }
504
505 /*
506  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
507  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
508  * loop through.
509  */
510 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
511 {
512         int src_off = 0;
513         int xor_src_cnt = 0;
514         void *dest = pages[src_cnt];
515
516         while(src_cnt > 0) {
517                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
518                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
519
520                 src_cnt -= xor_src_cnt;
521                 src_off += xor_src_cnt;
522         }
523 }
524
525 /*
526  * returns true if the bio list inside this rbio
527  * covers an entire stripe (no rmw required).
528  * Must be called with the bio list lock held, or
529  * at a time when you know it is impossible to add
530  * new bios into the list
531  */
532 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
533 {
534         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
535         int ret = 1;
536
537         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
538                 ret = 0;
539
540         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
541         return ret;
542 }
543
544 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
545 {
546         unsigned long flags;
547         int ret;
548
549         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
550         ret = __rbio_is_full(rbio);
551         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
552         return ret;
553 }
554
555 /*
556  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
557  * The merging is safe if the two rbios correspond to
558  * the same stripe and if they are both going in the same
559  * direction (read vs write), and if neither one is
560  * locked for final IO
561  *
562  * The caller is responsible for locking such that
563  * rmw_locked is safe to test
564  */
565 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
566                           struct btrfs_raid_bio *cur)
567 {
568         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
569             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
570                 return 0;
571
572         /*
573          * we can't merge with cached rbios, since the
574          * idea is that when we merge the destination
575          * rbio is going to run our IO for us.  We can
576          * steal from cached rbios though, other functions
577          * handle that.
578          */
579         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
580             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
581                 return 0;
582
583         if (last->bbio->raid_map[0] !=
584             cur->bbio->raid_map[0])
585                 return 0;
586
587         /* we can't merge with different operations */
588         if (last->operation != cur->operation)
589                 return 0;
590         /*
591          * We've need read the full stripe from the drive.
592          * check and repair the parity and write the new results.
593          *
594          * We're not allowed to add any new bios to the
595          * bio list here, anyone else that wants to
596          * change this stripe needs to do their own rmw.
597          */
598         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
599             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
600                 return 0;
601
602         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
603             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
604                 return 0;
605
606         return 1;
607 }
608
609 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
610                                   int index)
611 {
612         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
613 }
614
615 /*
616  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
617  * the FS sent down to us
618  */
619 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
620                                      int index)
621 {
622         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
623 }
624
625 /*
626  * helper to index into the pstripe
627  */
628 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
629 {
630         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
631 }
632
633 /*
634  * helper to index into the qstripe, returns null
635  * if there is no qstripe
636  */
637 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
638 {
639         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
640                 return NULL;
641         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
642 }
643
644 /*
645  * The first stripe in the table for a logical address
646  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
647  *
648  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
649  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
650  * themselves.
651  *
652  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
653  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
654  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
655  *
656  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
657  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
658  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
659  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
660  * 1 is returned
661  *
662  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
663  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
664  * already been freed.
665  */
666 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
667 {
668         int bucket = rbio_bucket(rbio);
669         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
670         struct btrfs_raid_bio *cur;
671         struct btrfs_raid_bio *pending;
672         unsigned long flags;
673         DEFINE_WAIT(wait);
674         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
675         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
676         int ret = 0;
677
678         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
679         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
680                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
681                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
682
683                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
684                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
685                             list_empty(&cur->plug_list) &&
686                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
687                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
688                                 list_del_init(&cur->hash_list);
689                                 refcount_dec(&cur->refs);
690
691                                 steal_rbio(cur, rbio);
692                                 cache_drop = cur;
693                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
694
695                                 goto lockit;
696                         }
697
698                         /* can we merge into the lock owner? */
699                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
700                                 merge_rbio(cur, rbio);
701                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
702                                 freeit = rbio;
703                                 ret = 1;
704                                 goto out;
705                         }
706
707
708                         /*
709                          * we couldn't merge with the running
710                          * rbio, see if we can merge with the
711                          * pending ones.  We don't have to
712                          * check for rmw_locked because there
713                          * is no way they are inside finish_rmw
714                          * right now
715                          */
716                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
717                                             plug_list) {
718                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
719                                         merge_rbio(pending, rbio);
720                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
721                                         freeit = rbio;
722                                         ret = 1;
723                                         goto out;
724                                 }
725                         }
726
727                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
728                          * our rbio will be started with the currently
729                          * running rbio unlocks
730                          */
731                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
732                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
733                         ret = 1;
734                         goto out;
735                 }
736         }
737 lockit:
738         refcount_inc(&rbio->refs);
739         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
740 out:
741         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
742         if (cache_drop)
743                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
744         if (freeit)
745                 __free_raid_bio(freeit);
746         return ret;
747 }
748
749 /*
750  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
751  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
752  */
753 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
754 {
755         int bucket;
756         struct btrfs_stripe_hash *h;
757         unsigned long flags;
758         int keep_cache = 0;
759
760         bucket = rbio_bucket(rbio);
761         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
762
763         if (list_empty(&rbio->plug_list))
764                 cache_rbio(rbio);
765
766         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
767         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
768
769         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
770                 /*
771                  * if we're still cached and there is no other IO
772                  * to perform, just leave this rbio here for others
773                  * to steal from later
774                  */
775                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
776                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
777                         keep_cache = 1;
778                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
779                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
780                         goto done;
781                 }
782
783                 list_del_init(&rbio->hash_list);
784                 refcount_dec(&rbio->refs);
785
786                 /*
787                  * we use the plug list to hold all the rbios
788                  * waiting for the chance to lock this stripe.
789                  * hand the lock over to one of them.
790                  */
791                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
792                         struct btrfs_raid_bio *next;
793                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
794
795                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
796                                           plug_list);
797
798                         list_del_init(&rbio->plug_list);
799
800                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
801                         refcount_inc(&next->refs);
802                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
803                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
804
805                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
806                                 async_read_rebuild(next);
807                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
808                                 steal_rbio(rbio, next);
809                                 async_read_rebuild(next);
810                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
811                                 steal_rbio(rbio, next);
812                                 async_rmw_stripe(next);
813                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
814                                 steal_rbio(rbio, next);
815                                 async_scrub_parity(next);
816                         }
817
818                         goto done_nolock;
819                         /*
820                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
821                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
822                          */
823                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
824                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
825                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
826                         wake_up(&h->wait);
827                         goto done_nolock;
828                 }
829         }
830 done:
831         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
832         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
833
834 done_nolock:
835         if (!keep_cache)
836                 remove_rbio_from_cache(rbio);
837 }
838
839 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
840 {
841         int i;
842
843         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
844                 return;
845
846         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
847         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
848         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
849
850         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
851                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
852                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
853                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
854                 }
855         }
856
857         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
858         kfree(rbio);
859 }
860
861 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
862 {
863         unlock_stripe(rbio);
864         __free_raid_bio(rbio);
865 }
866
867 /*
868  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
869  * bio_list and calls end_io on them
870  */
871 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
872 {
873         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
874         struct bio *next;
875
876         if (rbio->generic_bio_cnt)
877                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
878
879         free_raid_bio(rbio);
880
881         while (cur) {
882                 next = cur->bi_next;
883                 cur->bi_next = NULL;
884                 cur->bi_status = err;
885                 bio_endio(cur);
886                 cur = next;
887         }
888 }
889
890 /*
891  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
892  * get here, we've written a full stripe
893  */
894 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
895 {
896         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
897         blk_status_t err = bio->bi_status;
898         int max_errors;
899
900         if (err)
901                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
902
903         bio_put(bio);
904
905         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
906                 return;
907
908         err = BLK_STS_OK;
909
910         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
911         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
912                      0 : rbio->bbio->max_errors;
913         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
914                 err = BLK_STS_IOERR;
915
916         rbio_orig_end_io(rbio, err);
917 }
918
919 /*
920  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
921  * any pages it included, and then use the rbio for everything
922  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
923  * and page number in that stripe fall inside the original bio
924  * or the rbio.
925  *
926  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
927  * that are outside the bio_list
928  *
929  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
930  * and the caller must bump refs as required.
931  *
932  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
933  * the answers from this function.
934  */
935 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
936                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
937 {
938         int chunk_page;
939         struct page *p = NULL;
940
941         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
942
943         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
944         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
945         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
946
947         if (p || bio_list_only)
948                 return p;
949
950         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
951 }
952
953 /*
954  * number of pages we need for the entire stripe across all the
955  * drives
956  */
957 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
958 {
959         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
960 }
961
962 /*
963  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
964  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
965  */
966 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
967                                          struct btrfs_bio *bbio,
968                                          u64 stripe_len)
969 {
970         struct btrfs_raid_bio *rbio;
971         int nr_data = 0;
972         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
973         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
974         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
975         void *p;
976
977         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
978                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
979                        sizeof(long), GFP_NOFS);
980         if (!rbio)
981                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
982
983         bio_list_init(&rbio->bio_list);
984         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
985         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
986         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
987         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
988         rbio->bbio = bbio;
989         rbio->fs_info = fs_info;
990         rbio->stripe_len = stripe_len;
991         rbio->nr_pages = num_pages;
992         rbio->real_stripes = real_stripes;
993         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
994         rbio->faila = -1;
995         rbio->failb = -1;
996         refcount_set(&rbio->refs, 1);
997         atomic_set(&rbio->error, 0);
998         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
999
1000         /*
1001          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1002          * memory we allocated past the end of the rbio
1003          */
1004         p = rbio + 1;
1005         rbio->stripe_pages = p;
1006         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1007         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1008
1009         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1010                 nr_data = real_stripes - 1;
1011         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1012                 nr_data = real_stripes - 2;
1013         else
1014                 BUG();
1015
1016         rbio->nr_data = nr_data;
1017         return rbio;
1018 }
1019
1020 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1021 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1022 {
1023         int i;
1024         struct page *page;
1025
1026         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1027                 if (rbio->stripe_pages[i])
1028                         continue;
1029                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1030                 if (!page)
1031                         return -ENOMEM;
1032                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1033         }
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 /* only allocate pages for p/q stripes */
1038 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1039 {
1040         int i;
1041         struct page *page;
1042
1043         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1044
1045         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1046                 if (rbio->stripe_pages[i])
1047                         continue;
1048                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1049                 if (!page)
1050                         return -ENOMEM;
1051                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1052         }
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1058  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1059  * zero if all went well.
1060  */
1061 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1062                             struct bio_list *bio_list,
1063                             struct page *page,
1064                             int stripe_nr,
1065                             unsigned long page_index,
1066                             unsigned long bio_max_len)
1067 {
1068         struct bio *last = bio_list->tail;
1069         u64 last_end = 0;
1070         int ret;
1071         struct bio *bio;
1072         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1073         u64 disk_start;
1074
1075         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1076         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1077
1078         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1079         if (!stripe->dev->bdev)
1080                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1081
1082         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1083         if (last) {
1084                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1085                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1086
1087                 /*
1088                  * we can't merge these if they are from different
1089                  * devices or if they are not contiguous
1090                  */
1091                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1092                     !last->bi_status &&
1093                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1094                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1095                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1096                         if (ret == PAGE_SIZE)
1097                                 return 0;
1098                 }
1099         }
1100
1101         /* put a new bio on the list */
1102         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1103         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1104         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1105         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1106
1107         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1108         bio_list_add(bio_list, bio);
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1114  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1115  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1116  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1117  * after we've reconstructed the failed stripes
1118  */
1119 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1120 {
1121         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1122                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1123                 __raid56_parity_recover(rbio);
1124         } else {
1125                 finish_rmw(rbio);
1126         }
1127 }
1128
1129 /*
1130  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1131  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1132  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1133  * reconstruction.
1134  *
1135  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1136  */
1137 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1138 {
1139         struct bio *bio;
1140         u64 start;
1141         unsigned long stripe_offset;
1142         unsigned long page_index;
1143
1144         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1145         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1146                 struct bio_vec bvec;
1147                 struct bvec_iter iter;
1148                 int i = 0;
1149
1150                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1151                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1152                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1153
1154                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1155                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1156
1157                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1158                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1159                         i++;
1160                 }
1161         }
1162         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * this is called from one of two situations.  We either
1167  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1168  * the missing bits off disk.
1169  *
1170  * This will calculate the parity and then send down any
1171  * changed blocks.
1172  */
1173 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1174 {
1175         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1176         void *pointers[rbio->real_stripes];
1177         int nr_data = rbio->nr_data;
1178         int stripe;
1179         int pagenr;
1180         int p_stripe = -1;
1181         int q_stripe = -1;
1182         struct bio_list bio_list;
1183         struct bio *bio;
1184         int ret;
1185
1186         bio_list_init(&bio_list);
1187
1188         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1189                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1190         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1191                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1192                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1193         } else {
1194                 BUG();
1195         }
1196
1197         /* at this point we either have a full stripe,
1198          * or we've read the full stripe from the drive.
1199          * recalculate the parity and write the new results.
1200          *
1201          * We're not allowed to add any new bios to the
1202          * bio list here, anyone else that wants to
1203          * change this stripe needs to do their own rmw.
1204          */
1205         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1206         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1207         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1208
1209         atomic_set(&rbio->error, 0);
1210
1211         /*
1212          * now that we've set rmw_locked, run through the
1213          * bio list one last time and map the page pointers
1214          *
1215          * We don't cache full rbios because we're assuming
1216          * the higher layers are unlikely to use this area of
1217          * the disk again soon.  If they do use it again,
1218          * hopefully they will send another full bio.
1219          */
1220         index_rbio_pages(rbio);
1221         if (!rbio_is_full(rbio))
1222                 cache_rbio_pages(rbio);
1223         else
1224                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1225
1226         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1227                 struct page *p;
1228                 /* first collect one page from each data stripe */
1229                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1230                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1231                         pointers[stripe] = kmap(p);
1232                 }
1233
1234                 /* then add the parity stripe */
1235                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1236                 SetPageUptodate(p);
1237                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1238
1239                 if (q_stripe != -1) {
1240
1241                         /*
1242                          * raid6, add the qstripe and call the
1243                          * library function to fill in our p/q
1244                          */
1245                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1246                         SetPageUptodate(p);
1247                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1248
1249                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1250                                                 pointers);
1251                 } else {
1252                         /* raid5 */
1253                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1254                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1255                 }
1256
1257
1258                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1259                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1260         }
1261
1262         /*
1263          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1264          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1265          * everything else.
1266          */
1267         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1268                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1269                         struct page *page;
1270                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1271                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1272                                 if (!page)
1273                                         continue;
1274                         } else {
1275                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1276                         }
1277
1278                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1279                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1280                         if (ret)
1281                                 goto cleanup;
1282                 }
1283         }
1284
1285         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1286                 goto write_data;
1287
1288         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1289                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1290                         continue;
1291
1292                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1293                         struct page *page;
1294                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1295                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1296                                 if (!page)
1297                                         continue;
1298                         } else {
1299                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1300                         }
1301
1302                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1303                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1304                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1305                         if (ret)
1306                                 goto cleanup;
1307                 }
1308         }
1309
1310 write_data:
1311         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1312         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1313
1314         while (1) {
1315                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1316                 if (!bio)
1317                         break;
1318
1319                 bio->bi_private = rbio;
1320                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1321                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1322
1323                 submit_bio(bio);
1324         }
1325         return;
1326
1327 cleanup:
1328         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1329 }
1330
1331 /*
1332  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1333  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1334  * so it looks up based on physical sector numbers.
1335  */
1336 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1337                            struct bio *bio)
1338 {
1339         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1340         u64 stripe_start;
1341         int i;
1342         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1343
1344         physical <<= 9;
1345
1346         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1347                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1348                 stripe_start = stripe->physical;
1349                 if (physical >= stripe_start &&
1350                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1351                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1352                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1353                         return i;
1354                 }
1355         }
1356         return -1;
1357 }
1358
1359 /*
1360  * helper to find the stripe number for a given
1361  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1362  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1363  */
1364 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1365                                    struct bio *bio)
1366 {
1367         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1368         u64 stripe_start;
1369         int i;
1370
1371         logical <<= 9;
1372
1373         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1374                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1375                 if (logical >= stripe_start &&
1376                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1377                         return i;
1378                 }
1379         }
1380         return -1;
1381 }
1382
1383 /*
1384  * returns -EIO if we had too many failures
1385  */
1386 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1387 {
1388         unsigned long flags;
1389         int ret = 0;
1390
1391         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1392
1393         /* we already know this stripe is bad, move on */
1394         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1395                 goto out;
1396
1397         if (rbio->faila == -1) {
1398                 /* first failure on this rbio */
1399                 rbio->faila = failed;
1400                 atomic_inc(&rbio->error);
1401         } else if (rbio->failb == -1) {
1402                 /* second failure on this rbio */
1403                 rbio->failb = failed;
1404                 atomic_inc(&rbio->error);
1405         } else {
1406                 ret = -EIO;
1407         }
1408 out:
1409         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1410
1411         return ret;
1412 }
1413
1414 /*
1415  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1416  * bio.
1417  */
1418 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1419                            struct bio *bio)
1420 {
1421         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1422
1423         if (failed < 0)
1424                 return -EIO;
1425
1426         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1427 }
1428
1429 /*
1430  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1431  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1432  */
1433 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1434 {
1435         struct bio_vec bvec;
1436         struct bvec_iter iter;
1437
1438         if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1439                 bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1440
1441         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter)
1442                 SetPageUptodate(bvec.bv_page);
1443 }
1444
1445 /*
1446  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1447  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1448  * stripe.
1449  *
1450  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1451  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1452  */
1453 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1454 {
1455         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1456
1457         if (bio->bi_status)
1458                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1459         else
1460                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1461
1462         bio_put(bio);
1463
1464         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1465                 return;
1466
1467         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1468                 goto cleanup;
1469
1470         /*
1471          * this will normally call finish_rmw to start our write
1472          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1473          * from parity first
1474          */
1475         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1476         return;
1477
1478 cleanup:
1479
1480         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1481 }
1482
1483 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1484 {
1485         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1486         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1487 }
1488
1489 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1490 {
1491         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1492                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1493
1494         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1495 }
1496
1497 /*
1498  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1499  * unlock after all the writes are done
1500  */
1501 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1502 {
1503         int bios_to_read = 0;
1504         struct bio_list bio_list;
1505         int ret;
1506         int pagenr;
1507         int stripe;
1508         struct bio *bio;
1509
1510         bio_list_init(&bio_list);
1511
1512         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1513         if (ret)
1514                 goto cleanup;
1515
1516         index_rbio_pages(rbio);
1517
1518         atomic_set(&rbio->error, 0);
1519         /*
1520          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1521          * stripe
1522          */
1523         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1524                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1525                         struct page *page;
1526                         /*
1527                          * we want to find all the pages missing from
1528                          * the rbio and read them from the disk.  If
1529                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1530                          * we don't need to read it off the stripe.
1531                          */
1532                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1533                         if (page)
1534                                 continue;
1535
1536                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1537                         /*
1538                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1539                          * page.  If so, be happy and use it
1540                          */
1541                         if (PageUptodate(page))
1542                                 continue;
1543
1544                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1545                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1546                         if (ret)
1547                                 goto cleanup;
1548                 }
1549         }
1550
1551         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1552         if (!bios_to_read) {
1553                 /*
1554                  * this can happen if others have merged with
1555                  * us, it means there is nothing left to read.
1556                  * But if there are missing devices it may not be
1557                  * safe to do the full stripe write yet.
1558                  */
1559                 goto finish;
1560         }
1561
1562         /*
1563          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1564          * not to touch it after that
1565          */
1566         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1567         while (1) {
1568                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1569                 if (!bio)
1570                         break;
1571
1572                 bio->bi_private = rbio;
1573                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1574                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1575
1576                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1577
1578                 submit_bio(bio);
1579         }
1580         /* the actual write will happen once the reads are done */
1581         return 0;
1582
1583 cleanup:
1584         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1585         return -EIO;
1586
1587 finish:
1588         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1589         return 0;
1590 }
1591
1592 /*
1593  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1594  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1595  */
1596 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1597 {
1598         int ret;
1599
1600         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1601         if (ret) {
1602                 __free_raid_bio(rbio);
1603                 return ret;
1604         }
1605
1606         ret = lock_stripe_add(rbio);
1607         if (ret == 0)
1608                 finish_rmw(rbio);
1609         return 0;
1610 }
1611
1612 /*
1613  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1614  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1615  * rbio before calculating new parity
1616  */
1617 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1618 {
1619         int ret;
1620
1621         ret = lock_stripe_add(rbio);
1622         if (ret == 0)
1623                 async_rmw_stripe(rbio);
1624         return 0;
1625 }
1626
1627 /*
1628  * sometimes while we were reading from the drive to
1629  * recalculate parity, enough new bios come into create
1630  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1631  * go directly to finish_rmw
1632  */
1633 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1634 {
1635         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1636         if (!rbio_is_full(rbio))
1637                 return partial_stripe_write(rbio);
1638         return full_stripe_write(rbio);
1639 }
1640
1641 /*
1642  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1643  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1644  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1645  * we sort the list by logical block number and merge
1646  * everything we can into the same rbios
1647  */
1648 struct btrfs_plug_cb {
1649         struct blk_plug_cb cb;
1650         struct btrfs_fs_info *info;
1651         struct list_head rbio_list;
1652         struct btrfs_work work;
1653 };
1654
1655 /*
1656  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1657  */
1658 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1659 {
1660         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1661                                                  plug_list);
1662         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1663                                                  plug_list);
1664         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1665         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1666
1667         if (a_sector < b_sector)
1668                 return -1;
1669         if (a_sector > b_sector)
1670                 return 1;
1671         return 0;
1672 }
1673
1674 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1675 {
1676         struct btrfs_raid_bio *cur;
1677         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1678
1679         /*
1680          * sort our plug list then try to merge
1681          * everything we can in hopes of creating full
1682          * stripes.
1683          */
1684         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1685         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1686                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1687                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1688                 list_del_init(&cur->plug_list);
1689
1690                 if (rbio_is_full(cur)) {
1691                         /* we have a full stripe, send it down */
1692                         full_stripe_write(cur);
1693                         continue;
1694                 }
1695                 if (last) {
1696                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1697                                 merge_rbio(last, cur);
1698                                 __free_raid_bio(cur);
1699                                 continue;
1700
1701                         }
1702                         __raid56_parity_write(last);
1703                 }
1704                 last = cur;
1705         }
1706         if (last) {
1707                 __raid56_parity_write(last);
1708         }
1709         kfree(plug);
1710 }
1711
1712 /*
1713  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1714  * work off to a helper thread
1715  */
1716 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1717 {
1718         struct btrfs_plug_cb *plug;
1719         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1720         run_plug(plug);
1721 }
1722
1723 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1724 {
1725         struct btrfs_plug_cb *plug;
1726         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1727
1728         if (from_schedule) {
1729                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1730                                 unplug_work, NULL, NULL);
1731                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1732                                  &plug->work);
1733                 return;
1734         }
1735         run_plug(plug);
1736 }
1737
1738 /*
1739  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1740  */
1741 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1742                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1743 {
1744         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1745         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1746         struct blk_plug_cb *cb;
1747         int ret;
1748
1749         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1750         if (IS_ERR(rbio)) {
1751                 btrfs_put_bbio(bbio);
1752                 return PTR_ERR(rbio);
1753         }
1754         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1755         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1756         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1757
1758         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1759         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1760
1761         /*
1762          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1763          * as quickly as we can
1764          */
1765         if (rbio_is_full(rbio)) {
1766                 ret = full_stripe_write(rbio);
1767                 if (ret)
1768                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1769                 return ret;
1770         }
1771
1772         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1773         if (cb) {
1774                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1775                 if (!plug->info) {
1776                         plug->info = fs_info;
1777                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1778                 }
1779                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1780                 ret = 0;
1781         } else {
1782                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1783                 if (ret)
1784                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1785         }
1786         return ret;
1787 }
1788
1789 /*
1790  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1791  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1792  * sorting the good from the bad.
1793  */
1794 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1795 {
1796         int pagenr, stripe;
1797         void **pointers;
1798         int faila = -1, failb = -1;
1799         struct page *page;
1800         blk_status_t err;
1801         int i;
1802
1803         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1804         if (!pointers) {
1805                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1806                 goto cleanup_io;
1807         }
1808
1809         faila = rbio->faila;
1810         failb = rbio->failb;
1811
1812         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1813             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1814                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1815                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1816                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1817         }
1818
1819         index_rbio_pages(rbio);
1820
1821         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1822                 /*
1823                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1824                  * which we have data when doing parity scrub.
1825                  */
1826                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1827                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1828                         continue;
1829
1830                 /* setup our array of pointers with pages
1831                  * from each stripe
1832                  */
1833                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1834                         /*
1835                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1836                          * pages from the bio list
1837                          */
1838                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1839                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1840                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1841                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1842                         } else {
1843                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1844                         }
1845                         pointers[stripe] = kmap(page);
1846                 }
1847
1848                 /* all raid6 handling here */
1849                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1850                         /*
1851                          * single failure, rebuild from parity raid5
1852                          * style
1853                          */
1854                         if (failb < 0) {
1855                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1856                                         /*
1857                                          * Just the P stripe has failed, without
1858                                          * a bad data or Q stripe.
1859                                          * TODO, we should redo the xor here.
1860                                          */
1861                                         err = BLK_STS_IOERR;
1862                                         goto cleanup;
1863                                 }
1864                                 /*
1865                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1866                                  * in the pstripe code below
1867                                  */
1868                                 goto pstripe;
1869                         }
1870
1871                         /* make sure our ps and qs are in order */
1872                         if (faila > failb) {
1873                                 int tmp = failb;
1874                                 failb = faila;
1875                                 faila = tmp;
1876                         }
1877
1878                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1879                          * from the xors.
1880                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1881                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1882                          * data they want
1883                          */
1884                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1885                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1886                                     RAID5_P_STRIPE) {
1887                                         err = BLK_STS_IOERR;
1888                                         goto cleanup;
1889                                 }
1890                                 /*
1891                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1892                                  * a good P stripe.  raid5!
1893                                  */
1894                                 goto pstripe;
1895                         }
1896
1897                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1898                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1899                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1900                         } else {
1901                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1902                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1903                                                   pointers);
1904                         }
1905                 } else {
1906                         void *p;
1907
1908                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1909                         BUG_ON(failb != -1);
1910 pstripe:
1911                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1912                         memcpy(pointers[faila],
1913                                pointers[rbio->nr_data],
1914                                PAGE_SIZE);
1915
1916                         /* rearrange the pointer array */
1917                         p = pointers[faila];
1918                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1919                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1920                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1921
1922                         /* xor in the rest */
1923                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1924                 }
1925                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1926                  * and set all of our private rbio pages in the
1927                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1928                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1929                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1930                  */
1931                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1932                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1933                                 if (faila != -1) {
1934                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1935                                         SetPageUptodate(page);
1936                                 }
1937                                 if (failb != -1) {
1938                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1939                                         SetPageUptodate(page);
1940                                 }
1941                         }
1942                 }
1943                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1944                         /*
1945                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1946                          * pages from the bio list
1947                          */
1948                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1949                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1950                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1951                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1952                         } else {
1953                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1954                         }
1955                         kunmap(page);
1956                 }
1957         }
1958
1959         err = BLK_STS_OK;
1960 cleanup:
1961         kfree(pointers);
1962
1963 cleanup_io:
1964         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1965                 if (err == BLK_STS_OK)
1966                         cache_rbio_pages(rbio);
1967                 else
1968                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1969
1970                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1971         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1972                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1973         } else if (err == BLK_STS_OK) {
1974                 rbio->faila = -1;
1975                 rbio->failb = -1;
1976
1977                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1978                         finish_rmw(rbio);
1979                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1980                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1981                 else
1982                         BUG();
1983         } else {
1984                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1985         }
1986 }
1987
1988 /*
1989  * This is called only for stripes we've read from disk to
1990  * reconstruct the parity.
1991  */
1992 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
1993 {
1994         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1995
1996         /*
1997          * we only read stripe pages off the disk, set them
1998          * up to date if there were no errors
1999          */
2000         if (bio->bi_status)
2001                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2002         else
2003                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2004         bio_put(bio);
2005
2006         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2007                 return;
2008
2009         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2010                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2011         else
2012                 __raid_recover_end_io(rbio);
2013 }
2014
2015 /*
2016  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2017  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2018  * when the IO is done.
2019  *
2020  * This is used both for reads from the higher layers and for
2021  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2022  */
2023 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2024 {
2025         int bios_to_read = 0;
2026         struct bio_list bio_list;
2027         int ret;
2028         int pagenr;
2029         int stripe;
2030         struct bio *bio;
2031
2032         bio_list_init(&bio_list);
2033
2034         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2035         if (ret)
2036                 goto cleanup;
2037
2038         atomic_set(&rbio->error, 0);
2039
2040         /*
2041          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2042          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2043          * pages are going to be uptodate.
2044          */
2045         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2046                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2047                         atomic_inc(&rbio->error);
2048                         continue;
2049                 }
2050
2051                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2052                         struct page *p;
2053
2054                         /*
2055                          * the rmw code may have already read this
2056                          * page in
2057                          */
2058                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2059                         if (PageUptodate(p))
2060                                 continue;
2061
2062                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2063                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2064                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2065                         if (ret < 0)
2066                                 goto cleanup;
2067                 }
2068         }
2069
2070         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2071         if (!bios_to_read) {
2072                 /*
2073                  * we might have no bios to read just because the pages
2074                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2075                  * the devices were gone.
2076                  */
2077                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2078                         __raid_recover_end_io(rbio);
2079                         goto out;
2080                 } else {
2081                         goto cleanup;
2082                 }
2083         }
2084
2085         /*
2086          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2087          * not to touch it after that
2088          */
2089         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2090         while (1) {
2091                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2092                 if (!bio)
2093                         break;
2094
2095                 bio->bi_private = rbio;
2096                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2097                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2098
2099                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2100
2101                 submit_bio(bio);
2102         }
2103 out:
2104         return 0;
2105
2106 cleanup:
2107         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2108             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2109                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2110         return -EIO;
2111 }
2112
2113 /*
2114  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2115  * is really only called when the normal read path had a failure,
2116  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2117  * of the drive.
2118  */
2119 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2120                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2121                           int mirror_num, int generic_io)
2122 {
2123         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2124         int ret;
2125
2126         if (generic_io) {
2127                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2128                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2129         }
2130
2131         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2132         if (IS_ERR(rbio)) {
2133                 if (generic_io)
2134                         btrfs_put_bbio(bbio);
2135                 return PTR_ERR(rbio);
2136         }
2137
2138         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2139         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2140         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2141
2142         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2143         if (rbio->faila == -1) {
2144                 btrfs_warn(fs_info,
2145         "%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)",
2146                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2147                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2148                 if (generic_io)
2149                         btrfs_put_bbio(bbio);
2150                 kfree(rbio);
2151                 return -EIO;
2152         }
2153
2154         if (generic_io) {
2155                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2156                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2157         } else {
2158                 btrfs_get_bbio(bbio);
2159         }
2160
2161         /*
2162          * reconstruct from the q stripe if they are
2163          * asking for mirror 3
2164          */
2165         if (mirror_num == 3)
2166                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2167
2168         ret = lock_stripe_add(rbio);
2169
2170         /*
2171          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2172          * any errors it hits.  We don't want to return
2173          * its error value up the stack because our caller
2174          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2175          * return
2176          */
2177         if (ret == 0)
2178                 __raid56_parity_recover(rbio);
2179         /*
2180          * our rbio has been added to the list of
2181          * rbios that will be handled after the
2182          * currently lock owner is done
2183          */
2184         return 0;
2185
2186 }
2187
2188 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2189 {
2190         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2191
2192         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2193         raid56_rmw_stripe(rbio);
2194 }
2195
2196 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2197 {
2198         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2199
2200         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2201         __raid56_parity_recover(rbio);
2202 }
2203
2204 /*
2205  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2206  *
2207  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2208  *
2209  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2210  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2211  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2212  */
2213
2214 struct btrfs_raid_bio *
2215 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2216                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2217                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2218                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2219 {
2220         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2221         int i;
2222
2223         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2224         if (IS_ERR(rbio))
2225                 return NULL;
2226         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2227         /*
2228          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2229          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2230          */
2231         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2232         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2233
2234         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2235                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2236                         rbio->scrubp = i;
2237                         break;
2238                 }
2239         }
2240
2241         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2242         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2243         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2244         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2245
2246         /*
2247          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2248          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2249          */
2250         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2251
2252         return rbio;
2253 }
2254
2255 /* Used for both parity scrub and missing. */
2256 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2257                             u64 logical)
2258 {
2259         int stripe_offset;
2260         int index;
2261
2262         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2263         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2264                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2265         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2266         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2267         rbio->bio_pages[index] = page;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2272  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2273  */
2274 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2275 {
2276         int i;
2277         int bit;
2278         int index;
2279         struct page *page;
2280
2281         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2282                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2283                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2284                         if (rbio->stripe_pages[index])
2285                                 continue;
2286
2287                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2288                         if (!page)
2289                                 return -ENOMEM;
2290                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2291                 }
2292         }
2293         return 0;
2294 }
2295
2296 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2297                                          int need_check)
2298 {
2299         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2300         void *pointers[rbio->real_stripes];
2301         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2302         int nr_data = rbio->nr_data;
2303         int stripe;
2304         int pagenr;
2305         int p_stripe = -1;
2306         int q_stripe = -1;
2307         struct page *p_page = NULL;
2308         struct page *q_page = NULL;
2309         struct bio_list bio_list;
2310         struct bio *bio;
2311         int is_replace = 0;
2312         int ret;
2313
2314         bio_list_init(&bio_list);
2315
2316         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2317                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2318         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2319                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2320                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2321         } else {
2322                 BUG();
2323         }
2324
2325         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2326                 is_replace = 1;
2327                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2328         }
2329
2330         /*
2331          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2332          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2333          * it.
2334          */
2335         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2336
2337         if (!need_check)
2338                 goto writeback;
2339
2340         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2341         if (!p_page)
2342                 goto cleanup;
2343         SetPageUptodate(p_page);
2344
2345         if (q_stripe != -1) {
2346                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2347                 if (!q_page) {
2348                         __free_page(p_page);
2349                         goto cleanup;
2350                 }
2351                 SetPageUptodate(q_page);
2352         }
2353
2354         atomic_set(&rbio->error, 0);
2355
2356         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2357                 struct page *p;
2358                 void *parity;
2359                 /* first collect one page from each data stripe */
2360                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2361                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2362                         pointers[stripe] = kmap(p);
2363                 }
2364
2365                 /* then add the parity stripe */
2366                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2367
2368                 if (q_stripe != -1) {
2369
2370                         /*
2371                          * raid6, add the qstripe and call the
2372                          * library function to fill in our p/q
2373                          */
2374                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2375
2376                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2377                                                 pointers);
2378                 } else {
2379                         /* raid5 */
2380                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2381                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2382                 }
2383
2384                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2385                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2386                 parity = kmap(p);
2387                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2388                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2389                 else
2390                         /* Parity is right, needn't writeback */
2391                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2392                 kunmap(p);
2393
2394                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2395                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2396         }
2397
2398         __free_page(p_page);
2399         if (q_page)
2400                 __free_page(q_page);
2401
2402 writeback:
2403         /*
2404          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2405          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2406          * everything else.
2407          */
2408         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2409                 struct page *page;
2410
2411                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2412                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2413                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2414                 if (ret)
2415                         goto cleanup;
2416         }
2417
2418         if (!is_replace)
2419                 goto submit_write;
2420
2421         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2422                 struct page *page;
2423
2424                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2425                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2426                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2427                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2428                 if (ret)
2429                         goto cleanup;
2430         }
2431
2432 submit_write:
2433         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2434         if (!nr_data) {
2435                 /* Every parity is right */
2436                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2437                 return;
2438         }
2439
2440         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2441
2442         while (1) {
2443                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2444                 if (!bio)
2445                         break;
2446
2447                 bio->bi_private = rbio;
2448                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2449                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2450
2451                 submit_bio(bio);
2452         }
2453         return;
2454
2455 cleanup:
2456         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2457 }
2458
2459 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2460 {
2461         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2462                 return 1;
2463         return 0;
2464 }
2465
2466 /*
2467  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2468  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2469  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2470  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2471  * stripes
2472  */
2473 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2474 {
2475         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2476                 goto cleanup;
2477
2478         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2479                 int dfail = 0, failp = -1;
2480
2481                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2482                         dfail++;
2483                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2484                         failp = rbio->faila;
2485
2486                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2487                         dfail++;
2488                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2489                         failp = rbio->failb;
2490
2491                 /*
2492                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2493                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2494                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2495                  */
2496                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2497                         goto cleanup;
2498
2499                 /*
2500                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2501                  * repair the parity.
2502                  */
2503                 if (dfail == 0) {
2504                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2505                         return;
2506                 }
2507
2508                 /*
2509                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2510                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2511                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2512                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2513                  */
2514                 if (failp != rbio->scrubp)
2515                         goto cleanup;
2516
2517                 __raid_recover_end_io(rbio);
2518         } else {
2519                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2520         }
2521         return;
2522
2523 cleanup:
2524         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2525 }
2526
2527 /*
2528  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2529  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2530  * stripe.
2531  *
2532  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2533  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2534  */
2535 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2536 {
2537         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2538
2539         if (bio->bi_status)
2540                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2541         else
2542                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2543
2544         bio_put(bio);
2545
2546         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2547                 return;
2548
2549         /*
2550          * this will normally call finish_rmw to start our write
2551          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2552          * from parity first
2553          */
2554         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2555 }
2556
2557 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2558 {
2559         int bios_to_read = 0;
2560         struct bio_list bio_list;
2561         int ret;
2562         int pagenr;
2563         int stripe;
2564         struct bio *bio;
2565
2566         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2567         if (ret)
2568                 goto cleanup;
2569
2570         bio_list_init(&bio_list);
2571
2572         atomic_set(&rbio->error, 0);
2573         /*
2574          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2575          * stripe
2576          */
2577         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2578                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2579                         struct page *page;
2580                         /*
2581                          * we want to find all the pages missing from
2582                          * the rbio and read them from the disk.  If
2583                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2584                          * we don't need to read it off the stripe.
2585                          */
2586                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2587                         if (page)
2588                                 continue;
2589
2590                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2591                         /*
2592                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2593                          * page.  If so, be happy and use it
2594                          */
2595                         if (PageUptodate(page))
2596                                 continue;
2597
2598                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2599                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2600                         if (ret)
2601                                 goto cleanup;
2602                 }
2603         }
2604
2605         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2606         if (!bios_to_read) {
2607                 /*
2608                  * this can happen if others have merged with
2609                  * us, it means there is nothing left to read.
2610                  * But if there are missing devices it may not be
2611                  * safe to do the full stripe write yet.
2612                  */
2613                 goto finish;
2614         }
2615
2616         /*
2617          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2618          * not to touch it after that
2619          */
2620         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2621         while (1) {
2622                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2623                 if (!bio)
2624                         break;
2625
2626                 bio->bi_private = rbio;
2627                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2628                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2629
2630                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2631
2632                 submit_bio(bio);
2633         }
2634         /* the actual write will happen once the reads are done */
2635         return;
2636
2637 cleanup:
2638         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2639         return;
2640
2641 finish:
2642         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2643 }
2644
2645 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2646 {
2647         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2648
2649         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2650         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2651 }
2652
2653 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2654 {
2655         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2656                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2657
2658         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2659 }
2660
2661 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2662 {
2663         if (!lock_stripe_add(rbio))
2664                 async_scrub_parity(rbio);
2665 }
2666
2667 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2668
2669 struct btrfs_raid_bio *
2670 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2671                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2672 {
2673         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2674
2675         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2676         if (IS_ERR(rbio))
2677                 return NULL;
2678
2679         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2680         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2681         /*
2682          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2683          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2684          */
2685         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2686
2687         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2688         if (rbio->faila == -1) {
2689                 BUG();
2690                 kfree(rbio);
2691                 return NULL;
2692         }
2693
2694         /*
2695          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2696          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2697          */
2698         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2699
2700         return rbio;
2701 }
2702
2703 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2704 {
2705         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2706
2707         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2708         __raid56_parity_recover(rbio);
2709 }
2710
2711 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2712 {
2713         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2714                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2715
2716         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2717 }
2718
2719 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2720 {
2721         if (!lock_stripe_add(rbio))
2722                 async_missing_raid56(rbio);
2723 }