fs/buffer.c: use attach/detach_page_private
[linux-2.6-microblaze.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
4  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
5  */
6
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/raid/pq.h>
12 #include <linux/hash.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/raid/xor.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include "ctree.h"
17 #include "disk-io.h"
18 #include "volumes.h"
19 #include "raid56.h"
20 #include "async-thread.h"
21
22 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
23 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
24
25 /*
26  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
27  * of past RMW
28  */
29 #define RBIO_CACHE_BIT          2
30
31 /*
32  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
33  */
34 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
35
36 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
37
38 #define BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS                            11
39
40 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
41 struct btrfs_stripe_hash {
42         struct list_head hash_list;
43         spinlock_t lock;
44 };
45
46 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
47 struct btrfs_stripe_hash_table {
48         struct list_head stripe_cache;
49         spinlock_t cache_lock;
50         int cache_size;
51         struct btrfs_stripe_hash table[];
52 };
53
54 enum btrfs_rbio_ops {
55         BTRFS_RBIO_WRITE,
56         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
57         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
58         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
59 };
60
61 struct btrfs_raid_bio {
62         struct btrfs_fs_info *fs_info;
63         struct btrfs_bio *bbio;
64
65         /* while we're doing rmw on a stripe
66          * we put it into a hash table so we can
67          * lock the stripe and merge more rbios
68          * into it.
69          */
70         struct list_head hash_list;
71
72         /*
73          * LRU list for the stripe cache
74          */
75         struct list_head stripe_cache;
76
77         /*
78          * for scheduling work in the helper threads
79          */
80         struct btrfs_work work;
81
82         /*
83          * bio list and bio_list_lock are used
84          * to add more bios into the stripe
85          * in hopes of avoiding the full rmw
86          */
87         struct bio_list bio_list;
88         spinlock_t bio_list_lock;
89
90         /* also protected by the bio_list_lock, the
91          * plug list is used by the plugging code
92          * to collect partial bios while plugged.  The
93          * stripe locking code also uses it to hand off
94          * the stripe lock to the next pending IO
95          */
96         struct list_head plug_list;
97
98         /*
99          * flags that tell us if it is safe to
100          * merge with this bio
101          */
102         unsigned long flags;
103
104         /* size of each individual stripe on disk */
105         int stripe_len;
106
107         /* number of data stripes (no p/q) */
108         int nr_data;
109
110         int real_stripes;
111
112         int stripe_npages;
113         /*
114          * set if we're doing a parity rebuild
115          * for a read from higher up, which is handled
116          * differently from a parity rebuild as part of
117          * rmw
118          */
119         enum btrfs_rbio_ops operation;
120
121         /* first bad stripe */
122         int faila;
123
124         /* second bad stripe (for raid6 use) */
125         int failb;
126
127         int scrubp;
128         /*
129          * number of pages needed to represent the full
130          * stripe
131          */
132         int nr_pages;
133
134         /*
135          * size of all the bios in the bio_list.  This
136          * helps us decide if the rbio maps to a full
137          * stripe or not
138          */
139         int bio_list_bytes;
140
141         int generic_bio_cnt;
142
143         refcount_t refs;
144
145         atomic_t stripes_pending;
146
147         atomic_t error;
148         /*
149          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
150          * rbio big enough to hold them both and setup their
151          * locations when the rbio is allocated
152          */
153
154         /* pointers to pages that we allocated for
155          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
156          */
157         struct page **stripe_pages;
158
159         /*
160          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
161          * here for faster lookup
162          */
163         struct page **bio_pages;
164
165         /*
166          * bitmap to record which horizontal stripe has data
167          */
168         unsigned long *dbitmap;
169
170         /* allocated with real_stripes-many pointers for finish_*() calls */
171         void **finish_pointers;
172
173         /* allocated with stripe_npages-many bits for finish_*() calls */
174         unsigned long *finish_pbitmap;
175 };
176
177 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
178 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
179 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
180 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
181 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
182 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
183 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
184 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186
187 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
188                                          int need_check);
189 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work);
190
191 static void start_async_work(struct btrfs_raid_bio *rbio, btrfs_func_t work_func)
192 {
193         btrfs_init_work(&rbio->work, work_func, NULL, NULL);
194         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
195 }
196
197 /*
198  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
199  * bios in hopes of making a full stripe
200  */
201 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
202 {
203         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
204         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
205         struct btrfs_stripe_hash *cur;
206         struct btrfs_stripe_hash *h;
207         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
208         int i;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table = kvzalloc(struct_size(table, table, num_entries), GFP_KERNEL);
221         if (!table)
222                 return -ENOMEM;
223
224         spin_lock_init(&table->cache_lock);
225         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
226
227         h = table->table;
228
229         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
230                 cur = h + i;
231                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
232                 spin_lock_init(&cur->lock);
233         }
234
235         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
236         if (x)
237                 kvfree(x);
238         return 0;
239 }
240
241 /*
242  * caching an rbio means to copy anything from the
243  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
244  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
245  * to indicate if it has valid data
246  *
247  * once the caching is done, we set the cache ready
248  * bit.
249  */
250 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
251 {
252         int i;
253         char *s;
254         char *d;
255         int ret;
256
257         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
258         if (ret)
259                 return;
260
261         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
262                 if (!rbio->bio_pages[i])
263                         continue;
264
265                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
266                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
267
268                 copy_page(d, s);
269
270                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
271                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
272                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
273         }
274         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
275 }
276
277 /*
278  * we hash on the first logical address of the stripe
279  */
280 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
281 {
282         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
283
284         /*
285          * we shift down quite a bit.  We're using byte
286          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
287          * This tends to upset hash_64, and it consistently
288          * returns just one or two different values.
289          *
290          * shifting off the lower bits fixes things.
291          */
292         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
293 }
294
295 /*
296  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
297  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
298  */
299 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
300 {
301         int i;
302         struct page *s;
303         struct page *d;
304
305         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
306                 return;
307
308         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
309                 s = src->stripe_pages[i];
310                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
311                         continue;
312                 }
313
314                 d = dest->stripe_pages[i];
315                 if (d)
316                         __free_page(d);
317
318                 dest->stripe_pages[i] = s;
319                 src->stripe_pages[i] = NULL;
320         }
321 }
322
323 /*
324  * merging means we take the bio_list from the victim and
325  * splice it into the destination.  The victim should
326  * be discarded afterwards.
327  *
328  * must be called with dest->rbio_list_lock held
329  */
330 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
331                        struct btrfs_raid_bio *victim)
332 {
333         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
334         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
335         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
336         bio_list_init(&victim->bio_list);
337 }
338
339 /*
340  * used to prune items that are in the cache.  The caller
341  * must hold the hash table lock.
342  */
343 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
344 {
345         int bucket = rbio_bucket(rbio);
346         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
347         struct btrfs_stripe_hash *h;
348         int freeit = 0;
349
350         /*
351          * check the bit again under the hash table lock.
352          */
353         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
354                 return;
355
356         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
357         h = table->table + bucket;
358
359         /* hold the lock for the bucket because we may be
360          * removing it from the hash table
361          */
362         spin_lock(&h->lock);
363
364         /*
365          * hold the lock for the bio list because we need
366          * to make sure the bio list is empty
367          */
368         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
369
370         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
371                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
372                 table->cache_size -= 1;
373                 freeit = 1;
374
375                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
376                  * still involved in an IO.  We take it out
377                  * of the cache list, and drop the ref that
378                  * was held for the list.
379                  *
380                  * If the bio_list was empty, we also remove
381                  * the rbio from the hash_table, and drop
382                  * the corresponding ref
383                  */
384                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
385                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
386                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
387                                 refcount_dec(&rbio->refs);
388                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
389                         }
390                 }
391         }
392
393         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
394         spin_unlock(&h->lock);
395
396         if (freeit)
397                 __free_raid_bio(rbio);
398 }
399
400 /*
401  * prune a given rbio from the cache
402  */
403 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
404 {
405         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
406         unsigned long flags;
407
408         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
409                 return;
410
411         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
412
413         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
414         __remove_rbio_from_cache(rbio);
415         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
416 }
417
418 /*
419  * remove everything in the cache
420  */
421 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
422 {
423         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
424         unsigned long flags;
425         struct btrfs_raid_bio *rbio;
426
427         table = info->stripe_hash_table;
428
429         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
430         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
431                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
432                                   struct btrfs_raid_bio,
433                                   stripe_cache);
434                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
435         }
436         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
437 }
438
439 /*
440  * remove all cached entries and free the hash table
441  * used by unmount
442  */
443 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
444 {
445         if (!info->stripe_hash_table)
446                 return;
447         btrfs_clear_rbio_cache(info);
448         kvfree(info->stripe_hash_table);
449         info->stripe_hash_table = NULL;
450 }
451
452 /*
453  * insert an rbio into the stripe cache.  It
454  * must have already been prepared by calling
455  * cache_rbio_pages
456  *
457  * If this rbio was already cached, it gets
458  * moved to the front of the lru.
459  *
460  * If the size of the rbio cache is too big, we
461  * prune an item.
462  */
463 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
464 {
465         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
466         unsigned long flags;
467
468         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
469                 return;
470
471         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
472
473         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
474         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
475
476         /* bump our ref if we were not in the list before */
477         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
478                 refcount_inc(&rbio->refs);
479
480         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
481                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
482         } else {
483                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
484                 table->cache_size += 1;
485         }
486
487         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
488
489         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
490                 struct btrfs_raid_bio *found;
491
492                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
493                                   struct btrfs_raid_bio,
494                                   stripe_cache);
495
496                 if (found != rbio)
497                         __remove_rbio_from_cache(found);
498         }
499
500         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
501 }
502
503 /*
504  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
505  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
506  * loop through.
507  */
508 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
509 {
510         int src_off = 0;
511         int xor_src_cnt = 0;
512         void *dest = pages[src_cnt];
513
514         while(src_cnt > 0) {
515                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
516                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
517
518                 src_cnt -= xor_src_cnt;
519                 src_off += xor_src_cnt;
520         }
521 }
522
523 /*
524  * Returns true if the bio list inside this rbio covers an entire stripe (no
525  * rmw required).
526  */
527 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
528 {
529         unsigned long flags;
530         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
531         int ret = 1;
532
533         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
534         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
535                 ret = 0;
536         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
537         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
538
539         return ret;
540 }
541
542 /*
543  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
544  * The merging is safe if the two rbios correspond to
545  * the same stripe and if they are both going in the same
546  * direction (read vs write), and if neither one is
547  * locked for final IO
548  *
549  * The caller is responsible for locking such that
550  * rmw_locked is safe to test
551  */
552 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
553                           struct btrfs_raid_bio *cur)
554 {
555         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
556             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
557                 return 0;
558
559         /*
560          * we can't merge with cached rbios, since the
561          * idea is that when we merge the destination
562          * rbio is going to run our IO for us.  We can
563          * steal from cached rbios though, other functions
564          * handle that.
565          */
566         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
567             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
568                 return 0;
569
570         if (last->bbio->raid_map[0] !=
571             cur->bbio->raid_map[0])
572                 return 0;
573
574         /* we can't merge with different operations */
575         if (last->operation != cur->operation)
576                 return 0;
577         /*
578          * We've need read the full stripe from the drive.
579          * check and repair the parity and write the new results.
580          *
581          * We're not allowed to add any new bios to the
582          * bio list here, anyone else that wants to
583          * change this stripe needs to do their own rmw.
584          */
585         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
586                 return 0;
587
588         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
589                 return 0;
590
591         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
592                 int fa = last->faila;
593                 int fb = last->failb;
594                 int cur_fa = cur->faila;
595                 int cur_fb = cur->failb;
596
597                 if (last->faila >= last->failb) {
598                         fa = last->failb;
599                         fb = last->faila;
600                 }
601
602                 if (cur->faila >= cur->failb) {
603                         cur_fa = cur->failb;
604                         cur_fb = cur->faila;
605                 }
606
607                 if (fa != cur_fa || fb != cur_fb)
608                         return 0;
609         }
610         return 1;
611 }
612
613 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
614                                   int index)
615 {
616         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
617 }
618
619 /*
620  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
621  * the FS sent down to us
622  */
623 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
624                                      int index)
625 {
626         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
627 }
628
629 /*
630  * helper to index into the pstripe
631  */
632 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
633 {
634         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
635 }
636
637 /*
638  * helper to index into the qstripe, returns null
639  * if there is no qstripe
640  */
641 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
642 {
643         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
644                 return NULL;
645         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
646 }
647
648 /*
649  * The first stripe in the table for a logical address
650  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
651  *
652  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
653  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
654  * themselves.
655  *
656  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
657  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
658  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
659  *
660  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
661  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
662  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
663  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
664  * 1 is returned
665  *
666  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
667  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
668  * already been freed.
669  */
670 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
671 {
672         struct btrfs_stripe_hash *h;
673         struct btrfs_raid_bio *cur;
674         struct btrfs_raid_bio *pending;
675         unsigned long flags;
676         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
677         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
678         int ret = 0;
679
680         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + rbio_bucket(rbio);
681
682         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
683         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
684                 if (cur->bbio->raid_map[0] != rbio->bbio->raid_map[0])
685                         continue;
686
687                 spin_lock(&cur->bio_list_lock);
688
689                 /* Can we steal this cached rbio's pages? */
690                 if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
691                     list_empty(&cur->plug_list) &&
692                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
693                     !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
694                         list_del_init(&cur->hash_list);
695                         refcount_dec(&cur->refs);
696
697                         steal_rbio(cur, rbio);
698                         cache_drop = cur;
699                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
700
701                         goto lockit;
702                 }
703
704                 /* Can we merge into the lock owner? */
705                 if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
706                         merge_rbio(cur, rbio);
707                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
708                         freeit = rbio;
709                         ret = 1;
710                         goto out;
711                 }
712
713
714                 /*
715                  * We couldn't merge with the running rbio, see if we can merge
716                  * with the pending ones.  We don't have to check for rmw_locked
717                  * because there is no way they are inside finish_rmw right now
718                  */
719                 list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list, plug_list) {
720                         if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
721                                 merge_rbio(pending, rbio);
722                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
723                                 freeit = rbio;
724                                 ret = 1;
725                                 goto out;
726                         }
727                 }
728
729                 /*
730                  * No merging, put us on the tail of the plug list, our rbio
731                  * will be started with the currently running rbio unlocks
732                  */
733                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
734                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
735                 ret = 1;
736                 goto out;
737         }
738 lockit:
739         refcount_inc(&rbio->refs);
740         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
741 out:
742         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
743         if (cache_drop)
744                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
745         if (freeit)
746                 __free_raid_bio(freeit);
747         return ret;
748 }
749
750 /*
751  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
752  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
753  */
754 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
755 {
756         int bucket;
757         struct btrfs_stripe_hash *h;
758         unsigned long flags;
759         int keep_cache = 0;
760
761         bucket = rbio_bucket(rbio);
762         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
763
764         if (list_empty(&rbio->plug_list))
765                 cache_rbio(rbio);
766
767         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
768         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
769
770         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
771                 /*
772                  * if we're still cached and there is no other IO
773                  * to perform, just leave this rbio here for others
774                  * to steal from later
775                  */
776                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
777                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
778                         keep_cache = 1;
779                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
780                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
781                         goto done;
782                 }
783
784                 list_del_init(&rbio->hash_list);
785                 refcount_dec(&rbio->refs);
786
787                 /*
788                  * we use the plug list to hold all the rbios
789                  * waiting for the chance to lock this stripe.
790                  * hand the lock over to one of them.
791                  */
792                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
793                         struct btrfs_raid_bio *next;
794                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
795
796                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
797                                           plug_list);
798
799                         list_del_init(&rbio->plug_list);
800
801                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
802                         refcount_inc(&next->refs);
803                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
804                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
805
806                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
807                                 start_async_work(next, read_rebuild_work);
808                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
809                                 steal_rbio(rbio, next);
810                                 start_async_work(next, read_rebuild_work);
811                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
812                                 steal_rbio(rbio, next);
813                                 start_async_work(next, rmw_work);
814                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
815                                 steal_rbio(rbio, next);
816                                 start_async_work(next, scrub_parity_work);
817                         }
818
819                         goto done_nolock;
820                 }
821         }
822 done:
823         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
824         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
825
826 done_nolock:
827         if (!keep_cache)
828                 remove_rbio_from_cache(rbio);
829 }
830
831 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
832 {
833         int i;
834
835         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
836                 return;
837
838         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
839         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
840         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
841
842         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
843                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
844                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
845                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
846                 }
847         }
848
849         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
850         kfree(rbio);
851 }
852
853 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
854 {
855         struct bio *next;
856
857         while (cur) {
858                 next = cur->bi_next;
859                 cur->bi_next = NULL;
860                 cur->bi_status = err;
861                 bio_endio(cur);
862                 cur = next;
863         }
864 }
865
866 /*
867  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
868  * bio_list and calls end_io on them
869  */
870 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
871 {
872         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
873         struct bio *extra;
874
875         if (rbio->generic_bio_cnt)
876                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
877
878         /*
879          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
880          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
881          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
882          * becomes non-empty.
883          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
884          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
885          */
886         unlock_stripe(rbio);
887         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
888         __free_raid_bio(rbio);
889
890         rbio_endio_bio_list(cur, err);
891         if (extra)
892                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
893 }
894
895 /*
896  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
897  * get here, we've written a full stripe
898  */
899 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
900 {
901         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
902         blk_status_t err = bio->bi_status;
903         int max_errors;
904
905         if (err)
906                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
907
908         bio_put(bio);
909
910         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
911                 return;
912
913         err = BLK_STS_OK;
914
915         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
916         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
917                      0 : rbio->bbio->max_errors;
918         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
919                 err = BLK_STS_IOERR;
920
921         rbio_orig_end_io(rbio, err);
922 }
923
924 /*
925  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
926  * any pages it included, and then use the rbio for everything
927  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
928  * and page number in that stripe fall inside the original bio
929  * or the rbio.
930  *
931  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
932  * that are outside the bio_list
933  *
934  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
935  * and the caller must bump refs as required.
936  *
937  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
938  * the answers from this function.
939  */
940 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
941                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
942 {
943         int chunk_page;
944         struct page *p = NULL;
945
946         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
947
948         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
949         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
950         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
951
952         if (p || bio_list_only)
953                 return p;
954
955         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
956 }
957
958 /*
959  * number of pages we need for the entire stripe across all the
960  * drives
961  */
962 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
963 {
964         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
965 }
966
967 /*
968  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
969  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
970  */
971 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
972                                          struct btrfs_bio *bbio,
973                                          u64 stripe_len)
974 {
975         struct btrfs_raid_bio *rbio;
976         int nr_data = 0;
977         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
978         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
979         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
980         void *p;
981
982         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) +
983                        sizeof(*rbio->stripe_pages) * num_pages +
984                        sizeof(*rbio->bio_pages) * num_pages +
985                        sizeof(*rbio->finish_pointers) * real_stripes +
986                        sizeof(*rbio->dbitmap) * BITS_TO_LONGS(stripe_npages) +
987                        sizeof(*rbio->finish_pbitmap) *
988                                 BITS_TO_LONGS(stripe_npages),
989                        GFP_NOFS);
990         if (!rbio)
991                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
992
993         bio_list_init(&rbio->bio_list);
994         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
995         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
996         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
997         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
998         rbio->bbio = bbio;
999         rbio->fs_info = fs_info;
1000         rbio->stripe_len = stripe_len;
1001         rbio->nr_pages = num_pages;
1002         rbio->real_stripes = real_stripes;
1003         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1004         rbio->faila = -1;
1005         rbio->failb = -1;
1006         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1007         atomic_set(&rbio->error, 0);
1008         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1009
1010         /*
1011          * the stripe_pages, bio_pages, etc arrays point to the extra
1012          * memory we allocated past the end of the rbio
1013          */
1014         p = rbio + 1;
1015 #define CONSUME_ALLOC(ptr, count)       do {                            \
1016                 ptr = p;                                                \
1017                 p = (unsigned char *)p + sizeof(*(ptr)) * (count);      \
1018         } while (0)
1019         CONSUME_ALLOC(rbio->stripe_pages, num_pages);
1020         CONSUME_ALLOC(rbio->bio_pages, num_pages);
1021         CONSUME_ALLOC(rbio->finish_pointers, real_stripes);
1022         CONSUME_ALLOC(rbio->dbitmap, BITS_TO_LONGS(stripe_npages));
1023         CONSUME_ALLOC(rbio->finish_pbitmap, BITS_TO_LONGS(stripe_npages));
1024 #undef  CONSUME_ALLOC
1025
1026         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1027                 nr_data = real_stripes - 1;
1028         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1029                 nr_data = real_stripes - 2;
1030         else
1031                 BUG();
1032
1033         rbio->nr_data = nr_data;
1034         return rbio;
1035 }
1036
1037 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1038 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1039 {
1040         int i;
1041         struct page *page;
1042
1043         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1044                 if (rbio->stripe_pages[i])
1045                         continue;
1046                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1047                 if (!page)
1048                         return -ENOMEM;
1049                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1050         }
1051         return 0;
1052 }
1053
1054 /* only allocate pages for p/q stripes */
1055 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1056 {
1057         int i;
1058         struct page *page;
1059
1060         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1061
1062         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1063                 if (rbio->stripe_pages[i])
1064                         continue;
1065                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1066                 if (!page)
1067                         return -ENOMEM;
1068                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1069         }
1070         return 0;
1071 }
1072
1073 /*
1074  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1075  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1076  * zero if all went well.
1077  */
1078 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1079                             struct bio_list *bio_list,
1080                             struct page *page,
1081                             int stripe_nr,
1082                             unsigned long page_index,
1083                             unsigned long bio_max_len)
1084 {
1085         struct bio *last = bio_list->tail;
1086         u64 last_end = 0;
1087         int ret;
1088         struct bio *bio;
1089         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1090         u64 disk_start;
1091
1092         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1093         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1094
1095         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1096         if (!stripe->dev->bdev)
1097                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1098
1099         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1100         if (last) {
1101                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1102                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1103
1104                 /*
1105                  * we can't merge these if they are from different
1106                  * devices or if they are not contiguous
1107                  */
1108                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1109                     !last->bi_status &&
1110                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1111                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1112                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1113                         if (ret == PAGE_SIZE)
1114                                 return 0;
1115                 }
1116         }
1117
1118         /* put a new bio on the list */
1119         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1120         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1121         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1122         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1123
1124         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1125         bio_list_add(bio_list, bio);
1126         return 0;
1127 }
1128
1129 /*
1130  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1131  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1132  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1133  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1134  * after we've reconstructed the failed stripes
1135  */
1136 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1137 {
1138         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1139                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1140                 __raid56_parity_recover(rbio);
1141         } else {
1142                 finish_rmw(rbio);
1143         }
1144 }
1145
1146 /*
1147  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1148  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1149  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1150  * reconstruction.
1151  *
1152  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1153  */
1154 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1155 {
1156         struct bio *bio;
1157         u64 start;
1158         unsigned long stripe_offset;
1159         unsigned long page_index;
1160
1161         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1162         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1163                 struct bio_vec bvec;
1164                 struct bvec_iter iter;
1165                 int i = 0;
1166
1167                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1168                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1169                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1170
1171                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1172                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1173
1174                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1175                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1176                         i++;
1177                 }
1178         }
1179         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1180 }
1181
1182 /*
1183  * this is called from one of two situations.  We either
1184  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1185  * the missing bits off disk.
1186  *
1187  * This will calculate the parity and then send down any
1188  * changed blocks.
1189  */
1190 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1191 {
1192         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1193         void **pointers = rbio->finish_pointers;
1194         int nr_data = rbio->nr_data;
1195         int stripe;
1196         int pagenr;
1197         bool has_qstripe;
1198         struct bio_list bio_list;
1199         struct bio *bio;
1200         int ret;
1201
1202         bio_list_init(&bio_list);
1203
1204         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
1205                 has_qstripe = false;
1206         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
1207                 has_qstripe = true;
1208         else
1209                 BUG();
1210
1211         /* at this point we either have a full stripe,
1212          * or we've read the full stripe from the drive.
1213          * recalculate the parity and write the new results.
1214          *
1215          * We're not allowed to add any new bios to the
1216          * bio list here, anyone else that wants to
1217          * change this stripe needs to do their own rmw.
1218          */
1219         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1220         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1221         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1222
1223         atomic_set(&rbio->error, 0);
1224
1225         /*
1226          * now that we've set rmw_locked, run through the
1227          * bio list one last time and map the page pointers
1228          *
1229          * We don't cache full rbios because we're assuming
1230          * the higher layers are unlikely to use this area of
1231          * the disk again soon.  If they do use it again,
1232          * hopefully they will send another full bio.
1233          */
1234         index_rbio_pages(rbio);
1235         if (!rbio_is_full(rbio))
1236                 cache_rbio_pages(rbio);
1237         else
1238                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1239
1240         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1241                 struct page *p;
1242                 /* first collect one page from each data stripe */
1243                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1244                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1245                         pointers[stripe] = kmap(p);
1246                 }
1247
1248                 /* then add the parity stripe */
1249                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1250                 SetPageUptodate(p);
1251                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1252
1253                 if (has_qstripe) {
1254
1255                         /*
1256                          * raid6, add the qstripe and call the
1257                          * library function to fill in our p/q
1258                          */
1259                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1260                         SetPageUptodate(p);
1261                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1262
1263                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1264                                                 pointers);
1265                 } else {
1266                         /* raid5 */
1267                         copy_page(pointers[nr_data], pointers[0]);
1268                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1269                 }
1270
1271
1272                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1273                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1274         }
1275
1276         /*
1277          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1278          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1279          * everything else.
1280          */
1281         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1282                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1283                         struct page *page;
1284                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1285                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1286                                 if (!page)
1287                                         continue;
1288                         } else {
1289                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1290                         }
1291
1292                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1293                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1294                         if (ret)
1295                                 goto cleanup;
1296                 }
1297         }
1298
1299         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1300                 goto write_data;
1301
1302         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1303                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1304                         continue;
1305
1306                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1307                         struct page *page;
1308                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1309                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1310                                 if (!page)
1311                                         continue;
1312                         } else {
1313                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1314                         }
1315
1316                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1317                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1318                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1319                         if (ret)
1320                                 goto cleanup;
1321                 }
1322         }
1323
1324 write_data:
1325         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1326         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1327
1328         while (1) {
1329                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1330                 if (!bio)
1331                         break;
1332
1333                 bio->bi_private = rbio;
1334                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1335                 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE;
1336
1337                 submit_bio(bio);
1338         }
1339         return;
1340
1341 cleanup:
1342         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1343
1344         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1345                 bio_put(bio);
1346 }
1347
1348 /*
1349  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1350  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1351  * so it looks up based on physical sector numbers.
1352  */
1353 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1354                            struct bio *bio)
1355 {
1356         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1357         u64 stripe_start;
1358         int i;
1359         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1360
1361         physical <<= 9;
1362
1363         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1364                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1365                 stripe_start = stripe->physical;
1366                 if (physical >= stripe_start &&
1367                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1368                     stripe->dev->bdev &&
1369                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1370                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1371                         return i;
1372                 }
1373         }
1374         return -1;
1375 }
1376
1377 /*
1378  * helper to find the stripe number for a given
1379  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1380  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1381  */
1382 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1383                                    struct bio *bio)
1384 {
1385         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1386         u64 stripe_start;
1387         int i;
1388
1389         logical <<= 9;
1390
1391         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1392                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1393                 if (logical >= stripe_start &&
1394                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1395                         return i;
1396                 }
1397         }
1398         return -1;
1399 }
1400
1401 /*
1402  * returns -EIO if we had too many failures
1403  */
1404 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1405 {
1406         unsigned long flags;
1407         int ret = 0;
1408
1409         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1410
1411         /* we already know this stripe is bad, move on */
1412         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1413                 goto out;
1414
1415         if (rbio->faila == -1) {
1416                 /* first failure on this rbio */
1417                 rbio->faila = failed;
1418                 atomic_inc(&rbio->error);
1419         } else if (rbio->failb == -1) {
1420                 /* second failure on this rbio */
1421                 rbio->failb = failed;
1422                 atomic_inc(&rbio->error);
1423         } else {
1424                 ret = -EIO;
1425         }
1426 out:
1427         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1428
1429         return ret;
1430 }
1431
1432 /*
1433  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1434  * bio.
1435  */
1436 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1437                            struct bio *bio)
1438 {
1439         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1440
1441         if (failed < 0)
1442                 return -EIO;
1443
1444         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1445 }
1446
1447 /*
1448  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1449  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1450  */
1451 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1452 {
1453         struct bio_vec *bvec;
1454         struct bvec_iter_all iter_all;
1455
1456         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1457
1458         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all)
1459                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1460 }
1461
1462 /*
1463  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1464  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1465  * stripe.
1466  *
1467  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1468  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1469  */
1470 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1471 {
1472         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1473
1474         if (bio->bi_status)
1475                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1476         else
1477                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1478
1479         bio_put(bio);
1480
1481         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1482                 return;
1483
1484         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1485                 goto cleanup;
1486
1487         /*
1488          * this will normally call finish_rmw to start our write
1489          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1490          * from parity first
1491          */
1492         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1493         return;
1494
1495 cleanup:
1496
1497         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1498 }
1499
1500 /*
1501  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1502  * unlock after all the writes are done
1503  */
1504 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1505 {
1506         int bios_to_read = 0;
1507         struct bio_list bio_list;
1508         int ret;
1509         int pagenr;
1510         int stripe;
1511         struct bio *bio;
1512
1513         bio_list_init(&bio_list);
1514
1515         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1516         if (ret)
1517                 goto cleanup;
1518
1519         index_rbio_pages(rbio);
1520
1521         atomic_set(&rbio->error, 0);
1522         /*
1523          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1524          * stripe
1525          */
1526         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1527                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1528                         struct page *page;
1529                         /*
1530                          * we want to find all the pages missing from
1531                          * the rbio and read them from the disk.  If
1532                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1533                          * we don't need to read it off the stripe.
1534                          */
1535                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1536                         if (page)
1537                                 continue;
1538
1539                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1540                         /*
1541                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1542                          * page.  If so, be happy and use it
1543                          */
1544                         if (PageUptodate(page))
1545                                 continue;
1546
1547                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1548                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1549                         if (ret)
1550                                 goto cleanup;
1551                 }
1552         }
1553
1554         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1555         if (!bios_to_read) {
1556                 /*
1557                  * this can happen if others have merged with
1558                  * us, it means there is nothing left to read.
1559                  * But if there are missing devices it may not be
1560                  * safe to do the full stripe write yet.
1561                  */
1562                 goto finish;
1563         }
1564
1565         /*
1566          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1567          * not to touch it after that
1568          */
1569         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1570         while (1) {
1571                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1572                 if (!bio)
1573                         break;
1574
1575                 bio->bi_private = rbio;
1576                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1577                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
1578
1579                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1580
1581                 submit_bio(bio);
1582         }
1583         /* the actual write will happen once the reads are done */
1584         return 0;
1585
1586 cleanup:
1587         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1588
1589         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1590                 bio_put(bio);
1591
1592         return -EIO;
1593
1594 finish:
1595         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1596         return 0;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1601  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1602  */
1603 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1604 {
1605         int ret;
1606
1607         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1608         if (ret) {
1609                 __free_raid_bio(rbio);
1610                 return ret;
1611         }
1612
1613         ret = lock_stripe_add(rbio);
1614         if (ret == 0)
1615                 finish_rmw(rbio);
1616         return 0;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1621  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1622  * rbio before calculating new parity
1623  */
1624 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1625 {
1626         int ret;
1627
1628         ret = lock_stripe_add(rbio);
1629         if (ret == 0)
1630                 start_async_work(rbio, rmw_work);
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * sometimes while we were reading from the drive to
1636  * recalculate parity, enough new bios come into create
1637  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1638  * go directly to finish_rmw
1639  */
1640 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1641 {
1642         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1643         if (!rbio_is_full(rbio))
1644                 return partial_stripe_write(rbio);
1645         return full_stripe_write(rbio);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1650  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1651  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1652  * we sort the list by logical block number and merge
1653  * everything we can into the same rbios
1654  */
1655 struct btrfs_plug_cb {
1656         struct blk_plug_cb cb;
1657         struct btrfs_fs_info *info;
1658         struct list_head rbio_list;
1659         struct btrfs_work work;
1660 };
1661
1662 /*
1663  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1664  */
1665 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1666 {
1667         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1668                                                  plug_list);
1669         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1670                                                  plug_list);
1671         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1672         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1673
1674         if (a_sector < b_sector)
1675                 return -1;
1676         if (a_sector > b_sector)
1677                 return 1;
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1682 {
1683         struct btrfs_raid_bio *cur;
1684         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1685
1686         /*
1687          * sort our plug list then try to merge
1688          * everything we can in hopes of creating full
1689          * stripes.
1690          */
1691         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1692         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1693                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1694                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1695                 list_del_init(&cur->plug_list);
1696
1697                 if (rbio_is_full(cur)) {
1698                         int ret;
1699
1700                         /* we have a full stripe, send it down */
1701                         ret = full_stripe_write(cur);
1702                         BUG_ON(ret);
1703                         continue;
1704                 }
1705                 if (last) {
1706                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1707                                 merge_rbio(last, cur);
1708                                 __free_raid_bio(cur);
1709                                 continue;
1710
1711                         }
1712                         __raid56_parity_write(last);
1713                 }
1714                 last = cur;
1715         }
1716         if (last) {
1717                 __raid56_parity_write(last);
1718         }
1719         kfree(plug);
1720 }
1721
1722 /*
1723  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1724  * work off to a helper thread
1725  */
1726 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1727 {
1728         struct btrfs_plug_cb *plug;
1729         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1730         run_plug(plug);
1731 }
1732
1733 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1734 {
1735         struct btrfs_plug_cb *plug;
1736         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1737
1738         if (from_schedule) {
1739                 btrfs_init_work(&plug->work, unplug_work, NULL, NULL);
1740                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1741                                  &plug->work);
1742                 return;
1743         }
1744         run_plug(plug);
1745 }
1746
1747 /*
1748  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1749  */
1750 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1751                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1752 {
1753         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1754         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1755         struct blk_plug_cb *cb;
1756         int ret;
1757
1758         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1759         if (IS_ERR(rbio)) {
1760                 btrfs_put_bbio(bbio);
1761                 return PTR_ERR(rbio);
1762         }
1763         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1764         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1765         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1766
1767         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1768         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1769
1770         /*
1771          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1772          * as quickly as we can
1773          */
1774         if (rbio_is_full(rbio)) {
1775                 ret = full_stripe_write(rbio);
1776                 if (ret)
1777                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1778                 return ret;
1779         }
1780
1781         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1782         if (cb) {
1783                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1784                 if (!plug->info) {
1785                         plug->info = fs_info;
1786                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1787                 }
1788                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1789                 ret = 0;
1790         } else {
1791                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1792                 if (ret)
1793                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1794         }
1795         return ret;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1800  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1801  * sorting the good from the bad.
1802  */
1803 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1804 {
1805         int pagenr, stripe;
1806         void **pointers;
1807         int faila = -1, failb = -1;
1808         struct page *page;
1809         blk_status_t err;
1810         int i;
1811
1812         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1813         if (!pointers) {
1814                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1815                 goto cleanup_io;
1816         }
1817
1818         faila = rbio->faila;
1819         failb = rbio->failb;
1820
1821         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1822             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1823                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1824                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1825                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1826         }
1827
1828         index_rbio_pages(rbio);
1829
1830         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1831                 /*
1832                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1833                  * which we have data when doing parity scrub.
1834                  */
1835                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1836                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1837                         continue;
1838
1839                 /* setup our array of pointers with pages
1840                  * from each stripe
1841                  */
1842                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1843                         /*
1844                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1845                          * pages from the bio list
1846                          */
1847                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1848                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1849                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1850                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1851                         } else {
1852                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1853                         }
1854                         pointers[stripe] = kmap(page);
1855                 }
1856
1857                 /* all raid6 handling here */
1858                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1859                         /*
1860                          * single failure, rebuild from parity raid5
1861                          * style
1862                          */
1863                         if (failb < 0) {
1864                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1865                                         /*
1866                                          * Just the P stripe has failed, without
1867                                          * a bad data or Q stripe.
1868                                          * TODO, we should redo the xor here.
1869                                          */
1870                                         err = BLK_STS_IOERR;
1871                                         goto cleanup;
1872                                 }
1873                                 /*
1874                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1875                                  * in the pstripe code below
1876                                  */
1877                                 goto pstripe;
1878                         }
1879
1880                         /* make sure our ps and qs are in order */
1881                         if (faila > failb) {
1882                                 int tmp = failb;
1883                                 failb = faila;
1884                                 faila = tmp;
1885                         }
1886
1887                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1888                          * from the xors.
1889                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1890                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1891                          * data they want
1892                          */
1893                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1894                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1895                                     RAID5_P_STRIPE) {
1896                                         err = BLK_STS_IOERR;
1897                                         goto cleanup;
1898                                 }
1899                                 /*
1900                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1901                                  * a good P stripe.  raid5!
1902                                  */
1903                                 goto pstripe;
1904                         }
1905
1906                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1907                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1908                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1909                         } else {
1910                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1911                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1912                                                   pointers);
1913                         }
1914                 } else {
1915                         void *p;
1916
1917                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1918                         BUG_ON(failb != -1);
1919 pstripe:
1920                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1921                         copy_page(pointers[faila], pointers[rbio->nr_data]);
1922
1923                         /* rearrange the pointer array */
1924                         p = pointers[faila];
1925                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1926                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1927                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1928
1929                         /* xor in the rest */
1930                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1931                 }
1932                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1933                  * and set all of our private rbio pages in the
1934                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1935                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1936                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1937                  */
1938                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1939                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1940                                 if (faila != -1) {
1941                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1942                                         SetPageUptodate(page);
1943                                 }
1944                                 if (failb != -1) {
1945                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1946                                         SetPageUptodate(page);
1947                                 }
1948                         }
1949                 }
1950                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1951                         /*
1952                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1953                          * pages from the bio list
1954                          */
1955                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1956                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1957                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1958                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1959                         } else {
1960                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1961                         }
1962                         kunmap(page);
1963                 }
1964         }
1965
1966         err = BLK_STS_OK;
1967 cleanup:
1968         kfree(pointers);
1969
1970 cleanup_io:
1971         /*
1972          * Similar to READ_REBUILD, REBUILD_MISSING at this point also has a
1973          * valid rbio which is consistent with ondisk content, thus such a
1974          * valid rbio can be cached to avoid further disk reads.
1975          */
1976         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1977             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1978                 /*
1979                  * - In case of two failures, where rbio->failb != -1:
1980                  *
1981                  *   Do not cache this rbio since the above read reconstruction
1982                  *   (raid6_datap_recov() or raid6_2data_recov()) may have
1983                  *   changed some content of stripes which are not identical to
1984                  *   on-disk content any more, otherwise, a later write/recover
1985                  *   may steal stripe_pages from this rbio and end up with
1986                  *   corruptions or rebuild failures.
1987                  *
1988                  * - In case of single failure, where rbio->failb == -1:
1989                  *
1990                  *   Cache this rbio iff the above read reconstruction is
1991                  *   executed without problems.
1992                  */
1993                 if (err == BLK_STS_OK && rbio->failb < 0)
1994                         cache_rbio_pages(rbio);
1995                 else
1996                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1997
1998                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1999         } else if (err == BLK_STS_OK) {
2000                 rbio->faila = -1;
2001                 rbio->failb = -1;
2002
2003                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
2004                         finish_rmw(rbio);
2005                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
2006                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2007                 else
2008                         BUG();
2009         } else {
2010                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2011         }
2012 }
2013
2014 /*
2015  * This is called only for stripes we've read from disk to
2016  * reconstruct the parity.
2017  */
2018 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2019 {
2020         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2021
2022         /*
2023          * we only read stripe pages off the disk, set them
2024          * up to date if there were no errors
2025          */
2026         if (bio->bi_status)
2027                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2028         else
2029                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2030         bio_put(bio);
2031
2032         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2033                 return;
2034
2035         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2036                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2037         else
2038                 __raid_recover_end_io(rbio);
2039 }
2040
2041 /*
2042  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2043  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2044  * when the IO is done.
2045  *
2046  * This is used both for reads from the higher layers and for
2047  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2048  */
2049 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2050 {
2051         int bios_to_read = 0;
2052         struct bio_list bio_list;
2053         int ret;
2054         int pagenr;
2055         int stripe;
2056         struct bio *bio;
2057
2058         bio_list_init(&bio_list);
2059
2060         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2061         if (ret)
2062                 goto cleanup;
2063
2064         atomic_set(&rbio->error, 0);
2065
2066         /*
2067          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2068          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2069          * pages are going to be uptodate.
2070          */
2071         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2072                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2073                         atomic_inc(&rbio->error);
2074                         continue;
2075                 }
2076
2077                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2078                         struct page *p;
2079
2080                         /*
2081                          * the rmw code may have already read this
2082                          * page in
2083                          */
2084                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2085                         if (PageUptodate(p))
2086                                 continue;
2087
2088                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2089                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2090                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2091                         if (ret < 0)
2092                                 goto cleanup;
2093                 }
2094         }
2095
2096         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2097         if (!bios_to_read) {
2098                 /*
2099                  * we might have no bios to read just because the pages
2100                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2101                  * the devices were gone.
2102                  */
2103                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2104                         __raid_recover_end_io(rbio);
2105                         goto out;
2106                 } else {
2107                         goto cleanup;
2108                 }
2109         }
2110
2111         /*
2112          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2113          * not to touch it after that
2114          */
2115         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2116         while (1) {
2117                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2118                 if (!bio)
2119                         break;
2120
2121                 bio->bi_private = rbio;
2122                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2123                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2124
2125                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2126
2127                 submit_bio(bio);
2128         }
2129 out:
2130         return 0;
2131
2132 cleanup:
2133         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2134             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2135                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2136
2137         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2138                 bio_put(bio);
2139
2140         return -EIO;
2141 }
2142
2143 /*
2144  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2145  * is really only called when the normal read path had a failure,
2146  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2147  * of the drive.
2148  */
2149 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2150                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2151                           int mirror_num, int generic_io)
2152 {
2153         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2154         int ret;
2155
2156         if (generic_io) {
2157                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2158                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2159         }
2160
2161         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2162         if (IS_ERR(rbio)) {
2163                 if (generic_io)
2164                         btrfs_put_bbio(bbio);
2165                 return PTR_ERR(rbio);
2166         }
2167
2168         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2169         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2170         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2171
2172         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2173         if (rbio->faila == -1) {
2174                 btrfs_warn(fs_info,
2175         "%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)",
2176                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2177                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2178                 if (generic_io)
2179                         btrfs_put_bbio(bbio);
2180                 kfree(rbio);
2181                 return -EIO;
2182         }
2183
2184         if (generic_io) {
2185                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2186                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2187         } else {
2188                 btrfs_get_bbio(bbio);
2189         }
2190
2191         /*
2192          * Loop retry:
2193          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2194          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2195          */
2196         if (mirror_num > 2) {
2197                 /*
2198                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2199                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2200                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2201                  */
2202                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2203                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2204                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2205                         rbio->failb--;
2206         }
2207
2208         ret = lock_stripe_add(rbio);
2209
2210         /*
2211          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2212          * any errors it hits.  We don't want to return
2213          * its error value up the stack because our caller
2214          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2215          * return
2216          */
2217         if (ret == 0)
2218                 __raid56_parity_recover(rbio);
2219         /*
2220          * our rbio has been added to the list of
2221          * rbios that will be handled after the
2222          * currently lock owner is done
2223          */
2224         return 0;
2225
2226 }
2227
2228 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2229 {
2230         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2231
2232         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2233         raid56_rmw_stripe(rbio);
2234 }
2235
2236 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2237 {
2238         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2239
2240         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2241         __raid56_parity_recover(rbio);
2242 }
2243
2244 /*
2245  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2246  *
2247  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2248  *
2249  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2250  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2251  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2252  */
2253
2254 struct btrfs_raid_bio *
2255 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2256                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2257                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2258                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2259 {
2260         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2261         int i;
2262
2263         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2264         if (IS_ERR(rbio))
2265                 return NULL;
2266         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2267         /*
2268          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2269          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2270          */
2271         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2272         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2273
2274         /*
2275          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2276          * to the end position, so this search can start from the first parity
2277          * stripe.
2278          */
2279         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2280                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2281                         rbio->scrubp = i;
2282                         break;
2283                 }
2284         }
2285         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2286
2287         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2288         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2289         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2290         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2291
2292         /*
2293          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2294          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2295          */
2296         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2297
2298         return rbio;
2299 }
2300
2301 /* Used for both parity scrub and missing. */
2302 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2303                             u64 logical)
2304 {
2305         int stripe_offset;
2306         int index;
2307
2308         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2309         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2310                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2311         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2312         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2313         rbio->bio_pages[index] = page;
2314 }
2315
2316 /*
2317  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2318  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2319  */
2320 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2321 {
2322         int i;
2323         int bit;
2324         int index;
2325         struct page *page;
2326
2327         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2328                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2329                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2330                         if (rbio->stripe_pages[index])
2331                                 continue;
2332
2333                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2334                         if (!page)
2335                                 return -ENOMEM;
2336                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2337                 }
2338         }
2339         return 0;
2340 }
2341
2342 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2343                                          int need_check)
2344 {
2345         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2346         void **pointers = rbio->finish_pointers;
2347         unsigned long *pbitmap = rbio->finish_pbitmap;
2348         int nr_data = rbio->nr_data;
2349         int stripe;
2350         int pagenr;
2351         bool has_qstripe;
2352         struct page *p_page = NULL;
2353         struct page *q_page = NULL;
2354         struct bio_list bio_list;
2355         struct bio *bio;
2356         int is_replace = 0;
2357         int ret;
2358
2359         bio_list_init(&bio_list);
2360
2361         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2362                 has_qstripe = false;
2363         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2364                 has_qstripe = true;
2365         else
2366                 BUG();
2367
2368         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2369                 is_replace = 1;
2370                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2371         }
2372
2373         /*
2374          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2375          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2376          * it.
2377          */
2378         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2379
2380         if (!need_check)
2381                 goto writeback;
2382
2383         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2384         if (!p_page)
2385                 goto cleanup;
2386         SetPageUptodate(p_page);
2387
2388         if (has_qstripe) {
2389                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2390                 if (!q_page) {
2391                         __free_page(p_page);
2392                         goto cleanup;
2393                 }
2394                 SetPageUptodate(q_page);
2395         }
2396
2397         atomic_set(&rbio->error, 0);
2398
2399         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2400                 struct page *p;
2401                 void *parity;
2402                 /* first collect one page from each data stripe */
2403                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2404                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2405                         pointers[stripe] = kmap(p);
2406                 }
2407
2408                 /* then add the parity stripe */
2409                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2410
2411                 if (has_qstripe) {
2412                         /*
2413                          * raid6, add the qstripe and call the
2414                          * library function to fill in our p/q
2415                          */
2416                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2417
2418                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2419                                                 pointers);
2420                 } else {
2421                         /* raid5 */
2422                         copy_page(pointers[nr_data], pointers[0]);
2423                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2424                 }
2425
2426                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2427                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2428                 parity = kmap(p);
2429                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2430                         copy_page(parity, pointers[rbio->scrubp]);
2431                 else
2432                         /* Parity is right, needn't writeback */
2433                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2434                 kunmap(p);
2435
2436                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++)
2437                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2438                 kunmap(p_page);
2439         }
2440
2441         __free_page(p_page);
2442         if (q_page)
2443                 __free_page(q_page);
2444
2445 writeback:
2446         /*
2447          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2448          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2449          * everything else.
2450          */
2451         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2452                 struct page *page;
2453
2454                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2455                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2456                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2457                 if (ret)
2458                         goto cleanup;
2459         }
2460
2461         if (!is_replace)
2462                 goto submit_write;
2463
2464         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2465                 struct page *page;
2466
2467                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2468                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2469                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2470                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2471                 if (ret)
2472                         goto cleanup;
2473         }
2474
2475 submit_write:
2476         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2477         if (!nr_data) {
2478                 /* Every parity is right */
2479                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2480                 return;
2481         }
2482
2483         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2484
2485         while (1) {
2486                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2487                 if (!bio)
2488                         break;
2489
2490                 bio->bi_private = rbio;
2491                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2492                 bio->bi_opf = REQ_OP_WRITE;
2493
2494                 submit_bio(bio);
2495         }
2496         return;
2497
2498 cleanup:
2499         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2500
2501         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2502                 bio_put(bio);
2503 }
2504
2505 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2506 {
2507         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2508                 return 1;
2509         return 0;
2510 }
2511
2512 /*
2513  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2514  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2515  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2516  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2517  * stripes
2518  */
2519 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2520 {
2521         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2522                 goto cleanup;
2523
2524         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2525                 int dfail = 0, failp = -1;
2526
2527                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2528                         dfail++;
2529                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2530                         failp = rbio->faila;
2531
2532                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2533                         dfail++;
2534                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2535                         failp = rbio->failb;
2536
2537                 /*
2538                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2539                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2540                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2541                  */
2542                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2543                         goto cleanup;
2544
2545                 /*
2546                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2547                  * repair the parity.
2548                  */
2549                 if (dfail == 0) {
2550                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2551                         return;
2552                 }
2553
2554                 /*
2555                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2556                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2557                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2558                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2559                  */
2560                 if (failp != rbio->scrubp)
2561                         goto cleanup;
2562
2563                 __raid_recover_end_io(rbio);
2564         } else {
2565                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2566         }
2567         return;
2568
2569 cleanup:
2570         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2571 }
2572
2573 /*
2574  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2575  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2576  * stripe.
2577  *
2578  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2579  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2580  */
2581 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2582 {
2583         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2584
2585         if (bio->bi_status)
2586                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2587         else
2588                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2589
2590         bio_put(bio);
2591
2592         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2593                 return;
2594
2595         /*
2596          * this will normally call finish_rmw to start our write
2597          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2598          * from parity first
2599          */
2600         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2601 }
2602
2603 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2604 {
2605         int bios_to_read = 0;
2606         struct bio_list bio_list;
2607         int ret;
2608         int pagenr;
2609         int stripe;
2610         struct bio *bio;
2611
2612         bio_list_init(&bio_list);
2613
2614         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2615         if (ret)
2616                 goto cleanup;
2617
2618         atomic_set(&rbio->error, 0);
2619         /*
2620          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2621          * stripe
2622          */
2623         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2624                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2625                         struct page *page;
2626                         /*
2627                          * we want to find all the pages missing from
2628                          * the rbio and read them from the disk.  If
2629                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2630                          * we don't need to read it off the stripe.
2631                          */
2632                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2633                         if (page)
2634                                 continue;
2635
2636                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2637                         /*
2638                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2639                          * page.  If so, be happy and use it
2640                          */
2641                         if (PageUptodate(page))
2642                                 continue;
2643
2644                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2645                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2646                         if (ret)
2647                                 goto cleanup;
2648                 }
2649         }
2650
2651         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2652         if (!bios_to_read) {
2653                 /*
2654                  * this can happen if others have merged with
2655                  * us, it means there is nothing left to read.
2656                  * But if there are missing devices it may not be
2657                  * safe to do the full stripe write yet.
2658                  */
2659                 goto finish;
2660         }
2661
2662         /*
2663          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2664          * not to touch it after that
2665          */
2666         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2667         while (1) {
2668                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2669                 if (!bio)
2670                         break;
2671
2672                 bio->bi_private = rbio;
2673                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2674                 bio->bi_opf = REQ_OP_READ;
2675
2676                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2677
2678                 submit_bio(bio);
2679         }
2680         /* the actual write will happen once the reads are done */
2681         return;
2682
2683 cleanup:
2684         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2685
2686         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2687                 bio_put(bio);
2688
2689         return;
2690
2691 finish:
2692         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2693 }
2694
2695 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2696 {
2697         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2698
2699         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2700         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2701 }
2702
2703 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2704 {
2705         if (!lock_stripe_add(rbio))
2706                 start_async_work(rbio, scrub_parity_work);
2707 }
2708
2709 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2710
2711 struct btrfs_raid_bio *
2712 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2713                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2714 {
2715         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2716
2717         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2718         if (IS_ERR(rbio))
2719                 return NULL;
2720
2721         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2722         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2723         /*
2724          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2725          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2726          */
2727         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2728
2729         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2730         if (rbio->faila == -1) {
2731                 BUG();
2732                 kfree(rbio);
2733                 return NULL;
2734         }
2735
2736         /*
2737          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2738          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2739          */
2740         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2741
2742         return rbio;
2743 }
2744
2745 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2746 {
2747         if (!lock_stripe_add(rbio))
2748                 start_async_work(rbio, read_rebuild_work);
2749 }