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