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