btrfs: use pagevec_lookup_range_tag()
[sfrench/cifs-2.6.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 /*
2  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
3  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
4  *
5  * This program is free software; you can redistribute it and/or
6  * modify it under the terms of the GNU General Public
7  * License v2 as published by the Free Software Foundation.
8  *
9  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
10  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
11  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
12  * General Public License for more details.
13  *
14  * You should have received a copy of the GNU General Public
15  * License along with this program; if not, write to the
16  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
17  * Boston, MA 021110-1307, USA.
18  */
19 #include <linux/sched.h>
20 #include <linux/wait.h>
21 #include <linux/bio.h>
22 #include <linux/slab.h>
23 #include <linux/buffer_head.h>
24 #include <linux/blkdev.h>
25 #include <linux/random.h>
26 #include <linux/iocontext.h>
27 #include <linux/capability.h>
28 #include <linux/ratelimit.h>
29 #include <linux/kthread.h>
30 #include <linux/raid/pq.h>
31 #include <linux/hash.h>
32 #include <linux/list_sort.h>
33 #include <linux/raid/xor.h>
34 #include <linux/mm.h>
35 #include <asm/div64.h>
36 #include "ctree.h"
37 #include "extent_map.h"
38 #include "disk-io.h"
39 #include "transaction.h"
40 #include "print-tree.h"
41 #include "volumes.h"
42 #include "raid56.h"
43 #include "async-thread.h"
44 #include "check-integrity.h"
45 #include "rcu-string.h"
46
47 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
48 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
49
50 /*
51  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
52  * of past RMW
53  */
54 #define RBIO_CACHE_BIT          2
55
56 /*
57  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
58  */
59 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
60
61 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
62
63 enum btrfs_rbio_ops {
64         BTRFS_RBIO_WRITE,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB,
67         BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING,
68 };
69
70 struct btrfs_raid_bio {
71         struct btrfs_fs_info *fs_info;
72         struct btrfs_bio *bbio;
73
74         /* while we're doing rmw on a stripe
75          * we put it into a hash table so we can
76          * lock the stripe and merge more rbios
77          * into it.
78          */
79         struct list_head hash_list;
80
81         /*
82          * LRU list for the stripe cache
83          */
84         struct list_head stripe_cache;
85
86         /*
87          * for scheduling work in the helper threads
88          */
89         struct btrfs_work work;
90
91         /*
92          * bio list and bio_list_lock are used
93          * to add more bios into the stripe
94          * in hopes of avoiding the full rmw
95          */
96         struct bio_list bio_list;
97         spinlock_t bio_list_lock;
98
99         /* also protected by the bio_list_lock, the
100          * plug list is used by the plugging code
101          * to collect partial bios while plugged.  The
102          * stripe locking code also uses it to hand off
103          * the stripe lock to the next pending IO
104          */
105         struct list_head plug_list;
106
107         /*
108          * flags that tell us if it is safe to
109          * merge with this bio
110          */
111         unsigned long flags;
112
113         /* size of each individual stripe on disk */
114         int stripe_len;
115
116         /* number of data stripes (no p/q) */
117         int nr_data;
118
119         int real_stripes;
120
121         int stripe_npages;
122         /*
123          * set if we're doing a parity rebuild
124          * for a read from higher up, which is handled
125          * differently from a parity rebuild as part of
126          * rmw
127          */
128         enum btrfs_rbio_ops operation;
129
130         /* first bad stripe */
131         int faila;
132
133         /* second bad stripe (for raid6 use) */
134         int failb;
135
136         int scrubp;
137         /*
138          * number of pages needed to represent the full
139          * stripe
140          */
141         int nr_pages;
142
143         /*
144          * size of all the bios in the bio_list.  This
145          * helps us decide if the rbio maps to a full
146          * stripe or not
147          */
148         int bio_list_bytes;
149
150         int generic_bio_cnt;
151
152         refcount_t refs;
153
154         atomic_t stripes_pending;
155
156         atomic_t error;
157         /*
158          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
159          * rbio big enough to hold them both and setup their
160          * locations when the rbio is allocated
161          */
162
163         /* pointers to pages that we allocated for
164          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
165          */
166         struct page **stripe_pages;
167
168         /*
169          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
170          * here for faster lookup
171          */
172         struct page **bio_pages;
173
174         /*
175          * bitmap to record which horizontal stripe has data
176          */
177         unsigned long *dbitmap;
178 };
179
180 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
182 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
183 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
184 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
186 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
187 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
188 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
191
192 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
193                                          int need_check);
194 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
195
196 /*
197  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
198  * bios in hopes of making a full stripe
199  */
200 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
201 {
202         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
203         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
204         struct btrfs_stripe_hash *cur;
205         struct btrfs_stripe_hash *h;
206         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
207         int i;
208         int table_size;
209
210         if (info->stripe_hash_table)
211                 return 0;
212
213         /*
214          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
215          * order 7 in case lock debugging is turned on.
216          *
217          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
218          * of a failing mount.
219          */
220         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
221         table = kvzalloc(table_size, GFP_KERNEL);
222         if (!table)
223                 return -ENOMEM;
224
225         spin_lock_init(&table->cache_lock);
226         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
227
228         h = table->table;
229
230         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
231                 cur = h + i;
232                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
233                 spin_lock_init(&cur->lock);
234                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
235         }
236
237         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
238         if (x)
239                 kvfree(x);
240         return 0;
241 }
242
243 /*
244  * caching an rbio means to copy anything from the
245  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
246  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
247  * to indicate if it has valid data
248  *
249  * once the caching is done, we set the cache ready
250  * bit.
251  */
252 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
253 {
254         int i;
255         char *s;
256         char *d;
257         int ret;
258
259         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
260         if (ret)
261                 return;
262
263         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
264                 if (!rbio->bio_pages[i])
265                         continue;
266
267                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
268                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
269
270                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
271
272                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
273                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
274                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
275         }
276         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
277 }
278
279 /*
280  * we hash on the first logical address of the stripe
281  */
282 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
283 {
284         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
285
286         /*
287          * we shift down quite a bit.  We're using byte
288          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
289          * This tends to upset hash_64, and it consistently
290          * returns just one or two different values.
291          *
292          * shifting off the lower bits fixes things.
293          */
294         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
295 }
296
297 /*
298  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
299  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
300  */
301 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
302 {
303         int i;
304         struct page *s;
305         struct page *d;
306
307         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
308                 return;
309
310         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
311                 s = src->stripe_pages[i];
312                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
313                         continue;
314                 }
315
316                 d = dest->stripe_pages[i];
317                 if (d)
318                         __free_page(d);
319
320                 dest->stripe_pages[i] = s;
321                 src->stripe_pages[i] = NULL;
322         }
323 }
324
325 /*
326  * merging means we take the bio_list from the victim and
327  * splice it into the destination.  The victim should
328  * be discarded afterwards.
329  *
330  * must be called with dest->rbio_list_lock held
331  */
332 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
333                        struct btrfs_raid_bio *victim)
334 {
335         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
336         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
337         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
338         bio_list_init(&victim->bio_list);
339 }
340
341 /*
342  * used to prune items that are in the cache.  The caller
343  * must hold the hash table lock.
344  */
345 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
346 {
347         int bucket = rbio_bucket(rbio);
348         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
349         struct btrfs_stripe_hash *h;
350         int freeit = 0;
351
352         /*
353          * check the bit again under the hash table lock.
354          */
355         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
356                 return;
357
358         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
359         h = table->table + bucket;
360
361         /* hold the lock for the bucket because we may be
362          * removing it from the hash table
363          */
364         spin_lock(&h->lock);
365
366         /*
367          * hold the lock for the bio list because we need
368          * to make sure the bio list is empty
369          */
370         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
371
372         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
373                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
374                 table->cache_size -= 1;
375                 freeit = 1;
376
377                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
378                  * still involved in an IO.  We take it out
379                  * of the cache list, and drop the ref that
380                  * was held for the list.
381                  *
382                  * If the bio_list was empty, we also remove
383                  * the rbio from the hash_table, and drop
384                  * the corresponding ref
385                  */
386                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
387                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
388                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
389                                 refcount_dec(&rbio->refs);
390                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
391                         }
392                 }
393         }
394
395         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
396         spin_unlock(&h->lock);
397
398         if (freeit)
399                 __free_raid_bio(rbio);
400 }
401
402 /*
403  * prune a given rbio from the cache
404  */
405 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
406 {
407         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
408         unsigned long flags;
409
410         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
411                 return;
412
413         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
414
415         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
416         __remove_rbio_from_cache(rbio);
417         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
418 }
419
420 /*
421  * remove everything in the cache
422  */
423 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
424 {
425         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
426         unsigned long flags;
427         struct btrfs_raid_bio *rbio;
428
429         table = info->stripe_hash_table;
430
431         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
432         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
433                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
434                                   struct btrfs_raid_bio,
435                                   stripe_cache);
436                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
437         }
438         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
439 }
440
441 /*
442  * remove all cached entries and free the hash table
443  * used by unmount
444  */
445 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
446 {
447         if (!info->stripe_hash_table)
448                 return;
449         btrfs_clear_rbio_cache(info);
450         kvfree(info->stripe_hash_table);
451         info->stripe_hash_table = NULL;
452 }
453
454 /*
455  * insert an rbio into the stripe cache.  It
456  * must have already been prepared by calling
457  * cache_rbio_pages
458  *
459  * If this rbio was already cached, it gets
460  * moved to the front of the lru.
461  *
462  * If the size of the rbio cache is too big, we
463  * prune an item.
464  */
465 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
466 {
467         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
468         unsigned long flags;
469
470         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
471                 return;
472
473         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
474
475         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
476         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
477
478         /* bump our ref if we were not in the list before */
479         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
480                 refcount_inc(&rbio->refs);
481
482         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
483                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
484         } else {
485                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
486                 table->cache_size += 1;
487         }
488
489         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
490
491         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
492                 struct btrfs_raid_bio *found;
493
494                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
495                                   struct btrfs_raid_bio,
496                                   stripe_cache);
497
498                 if (found != rbio)
499                         __remove_rbio_from_cache(found);
500         }
501
502         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
503 }
504
505 /*
506  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
507  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
508  * loop through.
509  */
510 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
511 {
512         int src_off = 0;
513         int xor_src_cnt = 0;
514         void *dest = pages[src_cnt];
515
516         while(src_cnt > 0) {
517                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
518                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
519
520                 src_cnt -= xor_src_cnt;
521                 src_off += xor_src_cnt;
522         }
523 }
524
525 /*
526  * returns true if the bio list inside this rbio
527  * covers an entire stripe (no rmw required).
528  * Must be called with the bio list lock held, or
529  * at a time when you know it is impossible to add
530  * new bios into the list
531  */
532 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
533 {
534         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
535         int ret = 1;
536
537         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
538                 ret = 0;
539
540         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
541         return ret;
542 }
543
544 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
545 {
546         unsigned long flags;
547         int ret;
548
549         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
550         ret = __rbio_is_full(rbio);
551         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
552         return ret;
553 }
554
555 /*
556  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
557  * The merging is safe if the two rbios correspond to
558  * the same stripe and if they are both going in the same
559  * direction (read vs write), and if neither one is
560  * locked for final IO
561  *
562  * The caller is responsible for locking such that
563  * rmw_locked is safe to test
564  */
565 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
566                           struct btrfs_raid_bio *cur)
567 {
568         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
569             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
570                 return 0;
571
572         /*
573          * we can't merge with cached rbios, since the
574          * idea is that when we merge the destination
575          * rbio is going to run our IO for us.  We can
576          * steal from cached rbios though, other functions
577          * handle that.
578          */
579         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
580             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
581                 return 0;
582
583         if (last->bbio->raid_map[0] !=
584             cur->bbio->raid_map[0])
585                 return 0;
586
587         /* we can't merge with different operations */
588         if (last->operation != cur->operation)
589                 return 0;
590         /*
591          * We've need read the full stripe from the drive.
592          * check and repair the parity and write the new results.
593          *
594          * We're not allowed to add any new bios to the
595          * bio list here, anyone else that wants to
596          * change this stripe needs to do their own rmw.
597          */
598         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
599             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
600                 return 0;
601
602         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING ||
603             cur->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
604                 return 0;
605
606         return 1;
607 }
608
609 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
610                                   int index)
611 {
612         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
613 }
614
615 /*
616  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
617  * the FS sent down to us
618  */
619 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
620                                      int index)
621 {
622         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
623 }
624
625 /*
626  * helper to index into the pstripe
627  */
628 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
629 {
630         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
631 }
632
633 /*
634  * helper to index into the qstripe, returns null
635  * if there is no qstripe
636  */
637 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
638 {
639         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
640                 return NULL;
641         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
642 }
643
644 /*
645  * The first stripe in the table for a logical address
646  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
647  *
648  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
649  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
650  * themselves.
651  *
652  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
653  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
654  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
655  *
656  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
657  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
658  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
659  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
660  * 1 is returned
661  *
662  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
663  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
664  * already been freed.
665  */
666 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
667 {
668         int bucket = rbio_bucket(rbio);
669         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
670         struct btrfs_raid_bio *cur;
671         struct btrfs_raid_bio *pending;
672         unsigned long flags;
673         DEFINE_WAIT(wait);
674         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
675         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
676         int ret = 0;
677
678         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
679         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
680                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
681                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
682
683                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
684                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
685                             list_empty(&cur->plug_list) &&
686                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
687                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
688                                 list_del_init(&cur->hash_list);
689                                 refcount_dec(&cur->refs);
690
691                                 steal_rbio(cur, rbio);
692                                 cache_drop = cur;
693                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
694
695                                 goto lockit;
696                         }
697
698                         /* can we merge into the lock owner? */
699                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
700                                 merge_rbio(cur, rbio);
701                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
702                                 freeit = rbio;
703                                 ret = 1;
704                                 goto out;
705                         }
706
707
708                         /*
709                          * we couldn't merge with the running
710                          * rbio, see if we can merge with the
711                          * pending ones.  We don't have to
712                          * check for rmw_locked because there
713                          * is no way they are inside finish_rmw
714                          * right now
715                          */
716                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
717                                             plug_list) {
718                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
719                                         merge_rbio(pending, rbio);
720                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
721                                         freeit = rbio;
722                                         ret = 1;
723                                         goto out;
724                                 }
725                         }
726
727                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
728                          * our rbio will be started with the currently
729                          * running rbio unlocks
730                          */
731                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
732                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
733                         ret = 1;
734                         goto out;
735                 }
736         }
737 lockit:
738         refcount_inc(&rbio->refs);
739         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
740 out:
741         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
742         if (cache_drop)
743                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
744         if (freeit)
745                 __free_raid_bio(freeit);
746         return ret;
747 }
748
749 /*
750  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
751  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
752  */
753 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
754 {
755         int bucket;
756         struct btrfs_stripe_hash *h;
757         unsigned long flags;
758         int keep_cache = 0;
759
760         bucket = rbio_bucket(rbio);
761         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
762
763         if (list_empty(&rbio->plug_list))
764                 cache_rbio(rbio);
765
766         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
767         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
768
769         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
770                 /*
771                  * if we're still cached and there is no other IO
772                  * to perform, just leave this rbio here for others
773                  * to steal from later
774                  */
775                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
776                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
777                         keep_cache = 1;
778                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
779                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
780                         goto done;
781                 }
782
783                 list_del_init(&rbio->hash_list);
784                 refcount_dec(&rbio->refs);
785
786                 /*
787                  * we use the plug list to hold all the rbios
788                  * waiting for the chance to lock this stripe.
789                  * hand the lock over to one of them.
790                  */
791                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
792                         struct btrfs_raid_bio *next;
793                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
794
795                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
796                                           plug_list);
797
798                         list_del_init(&rbio->plug_list);
799
800                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
801                         refcount_inc(&next->refs);
802                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
803                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
804
805                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
806                                 async_read_rebuild(next);
807                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
808                                 steal_rbio(rbio, next);
809                                 async_read_rebuild(next);
810                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
811                                 steal_rbio(rbio, next);
812                                 async_rmw_stripe(next);
813                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
814                                 steal_rbio(rbio, next);
815                                 async_scrub_parity(next);
816                         }
817
818                         goto done_nolock;
819                         /*
820                          * The barrier for this waitqueue_active is not needed,
821                          * we're protected by h->lock and can't miss a wakeup.
822                          */
823                 } else if (waitqueue_active(&h->wait)) {
824                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
825                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
826                         wake_up(&h->wait);
827                         goto done_nolock;
828                 }
829         }
830 done:
831         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
832         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
833
834 done_nolock:
835         if (!keep_cache)
836                 remove_rbio_from_cache(rbio);
837 }
838
839 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
840 {
841         int i;
842
843         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
844                 return;
845
846         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
847         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
848         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
849
850         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
851                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
852                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
853                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
854                 }
855         }
856
857         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
858         kfree(rbio);
859 }
860
861 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
862 {
863         unlock_stripe(rbio);
864         __free_raid_bio(rbio);
865 }
866
867 /*
868  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
869  * bio_list and calls end_io on them
870  */
871 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
872 {
873         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
874         struct bio *next;
875
876         if (rbio->generic_bio_cnt)
877                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
878
879         free_raid_bio(rbio);
880
881         while (cur) {
882                 next = cur->bi_next;
883                 cur->bi_next = NULL;
884                 cur->bi_status = err;
885                 bio_endio(cur);
886                 cur = next;
887         }
888 }
889
890 /*
891  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
892  * get here, we've written a full stripe
893  */
894 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
895 {
896         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
897         blk_status_t err = bio->bi_status;
898         int max_errors;
899
900         if (err)
901                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
902
903         bio_put(bio);
904
905         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
906                 return;
907
908         err = BLK_STS_OK;
909
910         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
911         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
912                      0 : rbio->bbio->max_errors;
913         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
914                 err = BLK_STS_IOERR;
915
916         rbio_orig_end_io(rbio, err);
917 }
918
919 /*
920  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
921  * any pages it included, and then use the rbio for everything
922  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
923  * and page number in that stripe fall inside the original bio
924  * or the rbio.
925  *
926  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
927  * that are outside the bio_list
928  *
929  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
930  * and the caller must bump refs as required.
931  *
932  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
933  * the answers from this function.
934  */
935 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
936                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
937 {
938         int chunk_page;
939         struct page *p = NULL;
940
941         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
942
943         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
944         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
945         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
946
947         if (p || bio_list_only)
948                 return p;
949
950         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
951 }
952
953 /*
954  * number of pages we need for the entire stripe across all the
955  * drives
956  */
957 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
958 {
959         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
960 }
961
962 /*
963  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
964  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
965  */
966 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
967                                          struct btrfs_bio *bbio,
968                                          u64 stripe_len)
969 {
970         struct btrfs_raid_bio *rbio;
971         int nr_data = 0;
972         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
973         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
974         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
975         void *p;
976
977         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
978                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
979                        sizeof(long), GFP_NOFS);
980         if (!rbio)
981                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
982
983         bio_list_init(&rbio->bio_list);
984         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
985         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
986         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
987         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
988         rbio->bbio = bbio;
989         rbio->fs_info = fs_info;
990         rbio->stripe_len = stripe_len;
991         rbio->nr_pages = num_pages;
992         rbio->real_stripes = real_stripes;
993         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
994         rbio->faila = -1;
995         rbio->failb = -1;
996         refcount_set(&rbio->refs, 1);
997         atomic_set(&rbio->error, 0);
998         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
999
1000         /*
1001          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1002          * memory we allocated past the end of the rbio
1003          */
1004         p = rbio + 1;
1005         rbio->stripe_pages = p;
1006         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1007         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1008
1009         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1010                 nr_data = real_stripes - 1;
1011         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1012                 nr_data = real_stripes - 2;
1013         else
1014                 BUG();
1015
1016         rbio->nr_data = nr_data;
1017         return rbio;
1018 }
1019
1020 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1021 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1022 {
1023         int i;
1024         struct page *page;
1025
1026         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1027                 if (rbio->stripe_pages[i])
1028                         continue;
1029                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1030                 if (!page)
1031                         return -ENOMEM;
1032                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1033         }
1034         return 0;
1035 }
1036
1037 /* only allocate pages for p/q stripes */
1038 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1039 {
1040         int i;
1041         struct page *page;
1042
1043         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1044
1045         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1046                 if (rbio->stripe_pages[i])
1047                         continue;
1048                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1049                 if (!page)
1050                         return -ENOMEM;
1051                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1052         }
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /*
1057  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1058  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1059  * zero if all went well.
1060  */
1061 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1062                             struct bio_list *bio_list,
1063                             struct page *page,
1064                             int stripe_nr,
1065                             unsigned long page_index,
1066                             unsigned long bio_max_len)
1067 {
1068         struct bio *last = bio_list->tail;
1069         u64 last_end = 0;
1070         int ret;
1071         struct bio *bio;
1072         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1073         u64 disk_start;
1074
1075         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1076         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1077
1078         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1079         if (!stripe->dev->bdev)
1080                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1081
1082         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1083         if (last) {
1084                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1085                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1086
1087                 /*
1088                  * we can't merge these if they are from different
1089                  * devices or if they are not contiguous
1090                  */
1091                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1092                     !last->bi_status &&
1093                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1094                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1095                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1096                         if (ret == PAGE_SIZE)
1097                                 return 0;
1098                 }
1099         }
1100
1101         /* put a new bio on the list */
1102         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1103         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1104         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1105         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1106
1107         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1108         bio_list_add(bio_list, bio);
1109         return 0;
1110 }
1111
1112 /*
1113  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1114  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1115  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1116  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1117  * after we've reconstructed the failed stripes
1118  */
1119 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1120 {
1121         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1122                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1123                 __raid56_parity_recover(rbio);
1124         } else {
1125                 finish_rmw(rbio);
1126         }
1127 }
1128
1129 /*
1130  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1131  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1132  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1133  * reconstruction.
1134  *
1135  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1136  */
1137 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1138 {
1139         struct bio *bio;
1140         u64 start;
1141         unsigned long stripe_offset;
1142         unsigned long page_index;
1143
1144         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1145         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1146                 struct bio_vec bvec;
1147                 struct bvec_iter iter;
1148                 int i = 0;
1149
1150                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1151                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1152                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1153
1154                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1155                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1156
1157                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1158                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1159                         i++;
1160                 }
1161         }
1162         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1163 }
1164
1165 /*
1166  * this is called from one of two situations.  We either
1167  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1168  * the missing bits off disk.
1169  *
1170  * This will calculate the parity and then send down any
1171  * changed blocks.
1172  */
1173 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1174 {
1175         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1176         void *pointers[rbio->real_stripes];
1177         int nr_data = rbio->nr_data;
1178         int stripe;
1179         int pagenr;
1180         int p_stripe = -1;
1181         int q_stripe = -1;
1182         struct bio_list bio_list;
1183         struct bio *bio;
1184         int ret;
1185
1186         bio_list_init(&bio_list);
1187
1188         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1189                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1190         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1191                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1192                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1193         } else {
1194                 BUG();
1195         }
1196
1197         /* at this point we either have a full stripe,
1198          * or we've read the full stripe from the drive.
1199          * recalculate the parity and write the new results.
1200          *
1201          * We're not allowed to add any new bios to the
1202          * bio list here, anyone else that wants to
1203          * change this stripe needs to do their own rmw.
1204          */
1205         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1206         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1207         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1208
1209         atomic_set(&rbio->error, 0);
1210
1211         /*
1212          * now that we've set rmw_locked, run through the
1213          * bio list one last time and map the page pointers
1214          *
1215          * We don't cache full rbios because we're assuming
1216          * the higher layers are unlikely to use this area of
1217          * the disk again soon.  If they do use it again,
1218          * hopefully they will send another full bio.
1219          */
1220         index_rbio_pages(rbio);
1221         if (!rbio_is_full(rbio))
1222                 cache_rbio_pages(rbio);
1223         else
1224                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1225
1226         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1227                 struct page *p;
1228                 /* first collect one page from each data stripe */
1229                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1230                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1231                         pointers[stripe] = kmap(p);
1232                 }
1233
1234                 /* then add the parity stripe */
1235                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1236                 SetPageUptodate(p);
1237                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1238
1239                 if (q_stripe != -1) {
1240
1241                         /*
1242                          * raid6, add the qstripe and call the
1243                          * library function to fill in our p/q
1244                          */
1245                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1246                         SetPageUptodate(p);
1247                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1248
1249                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1250                                                 pointers);
1251                 } else {
1252                         /* raid5 */
1253                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1254                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1255                 }
1256
1257
1258                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1259                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1260         }
1261
1262         /*
1263          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1264          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1265          * everything else.
1266          */
1267         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1268                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1269                         struct page *page;
1270                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1271                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1272                                 if (!page)
1273                                         continue;
1274                         } else {
1275                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1276                         }
1277
1278                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1279                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1280                         if (ret)
1281                                 goto cleanup;
1282                 }
1283         }
1284
1285         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1286                 goto write_data;
1287
1288         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1289                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1290                         continue;
1291
1292                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1293                         struct page *page;
1294                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1295                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1296                                 if (!page)
1297                                         continue;
1298                         } else {
1299                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1300                         }
1301
1302                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1303                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1304                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1305                         if (ret)
1306                                 goto cleanup;
1307                 }
1308         }
1309
1310 write_data:
1311         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1312         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1313
1314         while (1) {
1315                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1316                 if (!bio)
1317                         break;
1318
1319                 bio->bi_private = rbio;
1320                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1321                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1322
1323                 submit_bio(bio);
1324         }
1325         return;
1326
1327 cleanup:
1328         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1329
1330         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1331                 bio_put(bio);
1332 }
1333
1334 /*
1335  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1336  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1337  * so it looks up based on physical sector numbers.
1338  */
1339 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1340                            struct bio *bio)
1341 {
1342         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1343         u64 stripe_start;
1344         int i;
1345         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1346
1347         physical <<= 9;
1348
1349         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1350                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1351                 stripe_start = stripe->physical;
1352                 if (physical >= stripe_start &&
1353                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1354                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1355                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1356                         return i;
1357                 }
1358         }
1359         return -1;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * helper to find the stripe number for a given
1364  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1365  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1366  */
1367 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1368                                    struct bio *bio)
1369 {
1370         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1371         u64 stripe_start;
1372         int i;
1373
1374         logical <<= 9;
1375
1376         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1377                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1378                 if (logical >= stripe_start &&
1379                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1380                         return i;
1381                 }
1382         }
1383         return -1;
1384 }
1385
1386 /*
1387  * returns -EIO if we had too many failures
1388  */
1389 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1390 {
1391         unsigned long flags;
1392         int ret = 0;
1393
1394         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1395
1396         /* we already know this stripe is bad, move on */
1397         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1398                 goto out;
1399
1400         if (rbio->faila == -1) {
1401                 /* first failure on this rbio */
1402                 rbio->faila = failed;
1403                 atomic_inc(&rbio->error);
1404         } else if (rbio->failb == -1) {
1405                 /* second failure on this rbio */
1406                 rbio->failb = failed;
1407                 atomic_inc(&rbio->error);
1408         } else {
1409                 ret = -EIO;
1410         }
1411 out:
1412         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1413
1414         return ret;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1419  * bio.
1420  */
1421 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1422                            struct bio *bio)
1423 {
1424         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1425
1426         if (failed < 0)
1427                 return -EIO;
1428
1429         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1430 }
1431
1432 /*
1433  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1434  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1435  */
1436 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1437 {
1438         struct bio_vec bvec;
1439         struct bvec_iter iter;
1440
1441         if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1442                 bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1443
1444         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter)
1445                 SetPageUptodate(bvec.bv_page);
1446 }
1447
1448 /*
1449  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1450  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1451  * stripe.
1452  *
1453  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1454  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1455  */
1456 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1457 {
1458         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1459
1460         if (bio->bi_status)
1461                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1462         else
1463                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1464
1465         bio_put(bio);
1466
1467         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1468                 return;
1469
1470         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1471                 goto cleanup;
1472
1473         /*
1474          * this will normally call finish_rmw to start our write
1475          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1476          * from parity first
1477          */
1478         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1479         return;
1480
1481 cleanup:
1482
1483         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1484 }
1485
1486 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1487 {
1488         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1489         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1490 }
1491
1492 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1493 {
1494         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1495                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1496
1497         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1498 }
1499
1500 /*
1501  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1502  * unlock after all the writes are done
1503  */
1504 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1505 {
1506         int bios_to_read = 0;
1507         struct bio_list bio_list;
1508         int ret;
1509         int pagenr;
1510         int stripe;
1511         struct bio *bio;
1512
1513         bio_list_init(&bio_list);
1514
1515         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1516         if (ret)
1517                 goto cleanup;
1518
1519         index_rbio_pages(rbio);
1520
1521         atomic_set(&rbio->error, 0);
1522         /*
1523          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1524          * stripe
1525          */
1526         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1527                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1528                         struct page *page;
1529                         /*
1530                          * we want to find all the pages missing from
1531                          * the rbio and read them from the disk.  If
1532                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1533                          * we don't need to read it off the stripe.
1534                          */
1535                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1536                         if (page)
1537                                 continue;
1538
1539                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1540                         /*
1541                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1542                          * page.  If so, be happy and use it
1543                          */
1544                         if (PageUptodate(page))
1545                                 continue;
1546
1547                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1548                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1549                         if (ret)
1550                                 goto cleanup;
1551                 }
1552         }
1553
1554         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1555         if (!bios_to_read) {
1556                 /*
1557                  * this can happen if others have merged with
1558                  * us, it means there is nothing left to read.
1559                  * But if there are missing devices it may not be
1560                  * safe to do the full stripe write yet.
1561                  */
1562                 goto finish;
1563         }
1564
1565         /*
1566          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1567          * not to touch it after that
1568          */
1569         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1570         while (1) {
1571                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1572                 if (!bio)
1573                         break;
1574
1575                 bio->bi_private = rbio;
1576                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1577                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1578
1579                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1580
1581                 submit_bio(bio);
1582         }
1583         /* the actual write will happen once the reads are done */
1584         return 0;
1585
1586 cleanup:
1587         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1588
1589         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1590                 bio_put(bio);
1591
1592         return -EIO;
1593
1594 finish:
1595         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1596         return 0;
1597 }
1598
1599 /*
1600  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1601  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1602  */
1603 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1604 {
1605         int ret;
1606
1607         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1608         if (ret) {
1609                 __free_raid_bio(rbio);
1610                 return ret;
1611         }
1612
1613         ret = lock_stripe_add(rbio);
1614         if (ret == 0)
1615                 finish_rmw(rbio);
1616         return 0;
1617 }
1618
1619 /*
1620  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1621  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1622  * rbio before calculating new parity
1623  */
1624 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1625 {
1626         int ret;
1627
1628         ret = lock_stripe_add(rbio);
1629         if (ret == 0)
1630                 async_rmw_stripe(rbio);
1631         return 0;
1632 }
1633
1634 /*
1635  * sometimes while we were reading from the drive to
1636  * recalculate parity, enough new bios come into create
1637  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1638  * go directly to finish_rmw
1639  */
1640 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1641 {
1642         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1643         if (!rbio_is_full(rbio))
1644                 return partial_stripe_write(rbio);
1645         return full_stripe_write(rbio);
1646 }
1647
1648 /*
1649  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1650  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1651  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1652  * we sort the list by logical block number and merge
1653  * everything we can into the same rbios
1654  */
1655 struct btrfs_plug_cb {
1656         struct blk_plug_cb cb;
1657         struct btrfs_fs_info *info;
1658         struct list_head rbio_list;
1659         struct btrfs_work work;
1660 };
1661
1662 /*
1663  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1664  */
1665 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1666 {
1667         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1668                                                  plug_list);
1669         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1670                                                  plug_list);
1671         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1672         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1673
1674         if (a_sector < b_sector)
1675                 return -1;
1676         if (a_sector > b_sector)
1677                 return 1;
1678         return 0;
1679 }
1680
1681 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1682 {
1683         struct btrfs_raid_bio *cur;
1684         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1685
1686         /*
1687          * sort our plug list then try to merge
1688          * everything we can in hopes of creating full
1689          * stripes.
1690          */
1691         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1692         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1693                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1694                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1695                 list_del_init(&cur->plug_list);
1696
1697                 if (rbio_is_full(cur)) {
1698                         /* we have a full stripe, send it down */
1699                         full_stripe_write(cur);
1700                         continue;
1701                 }
1702                 if (last) {
1703                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1704                                 merge_rbio(last, cur);
1705                                 __free_raid_bio(cur);
1706                                 continue;
1707
1708                         }
1709                         __raid56_parity_write(last);
1710                 }
1711                 last = cur;
1712         }
1713         if (last) {
1714                 __raid56_parity_write(last);
1715         }
1716         kfree(plug);
1717 }
1718
1719 /*
1720  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1721  * work off to a helper thread
1722  */
1723 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1724 {
1725         struct btrfs_plug_cb *plug;
1726         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1727         run_plug(plug);
1728 }
1729
1730 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1731 {
1732         struct btrfs_plug_cb *plug;
1733         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1734
1735         if (from_schedule) {
1736                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1737                                 unplug_work, NULL, NULL);
1738                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1739                                  &plug->work);
1740                 return;
1741         }
1742         run_plug(plug);
1743 }
1744
1745 /*
1746  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1747  */
1748 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1749                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1750 {
1751         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1752         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1753         struct blk_plug_cb *cb;
1754         int ret;
1755
1756         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1757         if (IS_ERR(rbio)) {
1758                 btrfs_put_bbio(bbio);
1759                 return PTR_ERR(rbio);
1760         }
1761         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1762         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1763         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1764
1765         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1766         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1767
1768         /*
1769          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1770          * as quickly as we can
1771          */
1772         if (rbio_is_full(rbio)) {
1773                 ret = full_stripe_write(rbio);
1774                 if (ret)
1775                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1776                 return ret;
1777         }
1778
1779         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1780         if (cb) {
1781                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1782                 if (!plug->info) {
1783                         plug->info = fs_info;
1784                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1785                 }
1786                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1787                 ret = 0;
1788         } else {
1789                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1790                 if (ret)
1791                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1792         }
1793         return ret;
1794 }
1795
1796 /*
1797  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1798  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1799  * sorting the good from the bad.
1800  */
1801 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1802 {
1803         int pagenr, stripe;
1804         void **pointers;
1805         int faila = -1, failb = -1;
1806         struct page *page;
1807         blk_status_t err;
1808         int i;
1809
1810         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1811         if (!pointers) {
1812                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1813                 goto cleanup_io;
1814         }
1815
1816         faila = rbio->faila;
1817         failb = rbio->failb;
1818
1819         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1820             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1821                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1822                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1823                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1824         }
1825
1826         index_rbio_pages(rbio);
1827
1828         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1829                 /*
1830                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1831                  * which we have data when doing parity scrub.
1832                  */
1833                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1834                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1835                         continue;
1836
1837                 /* setup our array of pointers with pages
1838                  * from each stripe
1839                  */
1840                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1841                         /*
1842                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1843                          * pages from the bio list
1844                          */
1845                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1846                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1847                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1848                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1849                         } else {
1850                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1851                         }
1852                         pointers[stripe] = kmap(page);
1853                 }
1854
1855                 /* all raid6 handling here */
1856                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1857                         /*
1858                          * single failure, rebuild from parity raid5
1859                          * style
1860                          */
1861                         if (failb < 0) {
1862                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1863                                         /*
1864                                          * Just the P stripe has failed, without
1865                                          * a bad data or Q stripe.
1866                                          * TODO, we should redo the xor here.
1867                                          */
1868                                         err = BLK_STS_IOERR;
1869                                         goto cleanup;
1870                                 }
1871                                 /*
1872                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1873                                  * in the pstripe code below
1874                                  */
1875                                 goto pstripe;
1876                         }
1877
1878                         /* make sure our ps and qs are in order */
1879                         if (faila > failb) {
1880                                 int tmp = failb;
1881                                 failb = faila;
1882                                 faila = tmp;
1883                         }
1884
1885                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1886                          * from the xors.
1887                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1888                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1889                          * data they want
1890                          */
1891                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1892                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1893                                     RAID5_P_STRIPE) {
1894                                         err = BLK_STS_IOERR;
1895                                         goto cleanup;
1896                                 }
1897                                 /*
1898                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1899                                  * a good P stripe.  raid5!
1900                                  */
1901                                 goto pstripe;
1902                         }
1903
1904                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1905                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1906                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1907                         } else {
1908                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1909                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1910                                                   pointers);
1911                         }
1912                 } else {
1913                         void *p;
1914
1915                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1916                         BUG_ON(failb != -1);
1917 pstripe:
1918                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1919                         memcpy(pointers[faila],
1920                                pointers[rbio->nr_data],
1921                                PAGE_SIZE);
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         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1972                 if (err == BLK_STS_OK)
1973                         cache_rbio_pages(rbio);
1974                 else
1975                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1976
1977                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1978         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1979                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1980         } else if (err == BLK_STS_OK) {
1981                 rbio->faila = -1;
1982                 rbio->failb = -1;
1983
1984                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1985                         finish_rmw(rbio);
1986                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1987                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1988                 else
1989                         BUG();
1990         } else {
1991                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
1992         }
1993 }
1994
1995 /*
1996  * This is called only for stripes we've read from disk to
1997  * reconstruct the parity.
1998  */
1999 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2000 {
2001         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2002
2003         /*
2004          * we only read stripe pages off the disk, set them
2005          * up to date if there were no errors
2006          */
2007         if (bio->bi_status)
2008                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2009         else
2010                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2011         bio_put(bio);
2012
2013         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2014                 return;
2015
2016         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2017                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2018         else
2019                 __raid_recover_end_io(rbio);
2020 }
2021
2022 /*
2023  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2024  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2025  * when the IO is done.
2026  *
2027  * This is used both for reads from the higher layers and for
2028  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2029  */
2030 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2031 {
2032         int bios_to_read = 0;
2033         struct bio_list bio_list;
2034         int ret;
2035         int pagenr;
2036         int stripe;
2037         struct bio *bio;
2038
2039         bio_list_init(&bio_list);
2040
2041         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2042         if (ret)
2043                 goto cleanup;
2044
2045         atomic_set(&rbio->error, 0);
2046
2047         /*
2048          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2049          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2050          * pages are going to be uptodate.
2051          */
2052         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2053                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2054                         atomic_inc(&rbio->error);
2055                         continue;
2056                 }
2057
2058                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2059                         struct page *p;
2060
2061                         /*
2062                          * the rmw code may have already read this
2063                          * page in
2064                          */
2065                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2066                         if (PageUptodate(p))
2067                                 continue;
2068
2069                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2070                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2071                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2072                         if (ret < 0)
2073                                 goto cleanup;
2074                 }
2075         }
2076
2077         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2078         if (!bios_to_read) {
2079                 /*
2080                  * we might have no bios to read just because the pages
2081                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2082                  * the devices were gone.
2083                  */
2084                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2085                         __raid_recover_end_io(rbio);
2086                         goto out;
2087                 } else {
2088                         goto cleanup;
2089                 }
2090         }
2091
2092         /*
2093          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2094          * not to touch it after that
2095          */
2096         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2097         while (1) {
2098                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2099                 if (!bio)
2100                         break;
2101
2102                 bio->bi_private = rbio;
2103                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2104                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2105
2106                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2107
2108                 submit_bio(bio);
2109         }
2110 out:
2111         return 0;
2112
2113 cleanup:
2114         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2115             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2116                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2117
2118         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2119                 bio_put(bio);
2120
2121         return -EIO;
2122 }
2123
2124 /*
2125  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2126  * is really only called when the normal read path had a failure,
2127  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2128  * of the drive.
2129  */
2130 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2131                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2132                           int mirror_num, int generic_io)
2133 {
2134         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2135         int ret;
2136
2137         if (generic_io) {
2138                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2139                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2140         }
2141
2142         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2143         if (IS_ERR(rbio)) {
2144                 if (generic_io)
2145                         btrfs_put_bbio(bbio);
2146                 return PTR_ERR(rbio);
2147         }
2148
2149         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2150         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2151         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2152
2153         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2154         if (rbio->faila == -1) {
2155                 btrfs_warn(fs_info,
2156         "%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)",
2157                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2158                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2159                 if (generic_io)
2160                         btrfs_put_bbio(bbio);
2161                 kfree(rbio);
2162                 return -EIO;
2163         }
2164
2165         if (generic_io) {
2166                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2167                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2168         } else {
2169                 btrfs_get_bbio(bbio);
2170         }
2171
2172         /*
2173          * reconstruct from the q stripe if they are
2174          * asking for mirror 3
2175          */
2176         if (mirror_num == 3)
2177                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2178
2179         ret = lock_stripe_add(rbio);
2180
2181         /*
2182          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2183          * any errors it hits.  We don't want to return
2184          * its error value up the stack because our caller
2185          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2186          * return
2187          */
2188         if (ret == 0)
2189                 __raid56_parity_recover(rbio);
2190         /*
2191          * our rbio has been added to the list of
2192          * rbios that will be handled after the
2193          * currently lock owner is done
2194          */
2195         return 0;
2196
2197 }
2198
2199 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2200 {
2201         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2202
2203         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2204         raid56_rmw_stripe(rbio);
2205 }
2206
2207 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2208 {
2209         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2210
2211         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2212         __raid56_parity_recover(rbio);
2213 }
2214
2215 /*
2216  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2217  *
2218  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2219  *
2220  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2221  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2222  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2223  */
2224
2225 struct btrfs_raid_bio *
2226 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2227                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2228                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2229                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2230 {
2231         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2232         int i;
2233
2234         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2235         if (IS_ERR(rbio))
2236                 return NULL;
2237         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2238         /*
2239          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2240          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2241          */
2242         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2243         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2244
2245         /*
2246          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2247          * to the end position, so this search can start from the first parity
2248          * stripe.
2249          */
2250         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2251                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2252                         rbio->scrubp = i;
2253                         break;
2254                 }
2255         }
2256         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2257
2258         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2259         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2260         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2261         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2262
2263         /*
2264          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2265          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2266          */
2267         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2268
2269         return rbio;
2270 }
2271
2272 /* Used for both parity scrub and missing. */
2273 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2274                             u64 logical)
2275 {
2276         int stripe_offset;
2277         int index;
2278
2279         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2280         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2281                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2282         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2283         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2284         rbio->bio_pages[index] = page;
2285 }
2286
2287 /*
2288  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2289  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2290  */
2291 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2292 {
2293         int i;
2294         int bit;
2295         int index;
2296         struct page *page;
2297
2298         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2299                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2300                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2301                         if (rbio->stripe_pages[index])
2302                                 continue;
2303
2304                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2305                         if (!page)
2306                                 return -ENOMEM;
2307                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2308                 }
2309         }
2310         return 0;
2311 }
2312
2313 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2314                                          int need_check)
2315 {
2316         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2317         void *pointers[rbio->real_stripes];
2318         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2319         int nr_data = rbio->nr_data;
2320         int stripe;
2321         int pagenr;
2322         int p_stripe = -1;
2323         int q_stripe = -1;
2324         struct page *p_page = NULL;
2325         struct page *q_page = NULL;
2326         struct bio_list bio_list;
2327         struct bio *bio;
2328         int is_replace = 0;
2329         int ret;
2330
2331         bio_list_init(&bio_list);
2332
2333         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2334                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2335         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2336                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2337                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2338         } else {
2339                 BUG();
2340         }
2341
2342         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2343                 is_replace = 1;
2344                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2345         }
2346
2347         /*
2348          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2349          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2350          * it.
2351          */
2352         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2353
2354         if (!need_check)
2355                 goto writeback;
2356
2357         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2358         if (!p_page)
2359                 goto cleanup;
2360         SetPageUptodate(p_page);
2361
2362         if (q_stripe != -1) {
2363                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2364                 if (!q_page) {
2365                         __free_page(p_page);
2366                         goto cleanup;
2367                 }
2368                 SetPageUptodate(q_page);
2369         }
2370
2371         atomic_set(&rbio->error, 0);
2372
2373         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2374                 struct page *p;
2375                 void *parity;
2376                 /* first collect one page from each data stripe */
2377                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2378                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2379                         pointers[stripe] = kmap(p);
2380                 }
2381
2382                 /* then add the parity stripe */
2383                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2384
2385                 if (q_stripe != -1) {
2386
2387                         /*
2388                          * raid6, add the qstripe and call the
2389                          * library function to fill in our p/q
2390                          */
2391                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2392
2393                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2394                                                 pointers);
2395                 } else {
2396                         /* raid5 */
2397                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2398                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2399                 }
2400
2401                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2402                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2403                 parity = kmap(p);
2404                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2405                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2406                 else
2407                         /* Parity is right, needn't writeback */
2408                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2409                 kunmap(p);
2410
2411                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2412                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2413         }
2414
2415         __free_page(p_page);
2416         if (q_page)
2417                 __free_page(q_page);
2418
2419 writeback:
2420         /*
2421          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2422          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2423          * everything else.
2424          */
2425         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2426                 struct page *page;
2427
2428                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2429                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2430                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2431                 if (ret)
2432                         goto cleanup;
2433         }
2434
2435         if (!is_replace)
2436                 goto submit_write;
2437
2438         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2439                 struct page *page;
2440
2441                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2442                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2443                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2444                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2445                 if (ret)
2446                         goto cleanup;
2447         }
2448
2449 submit_write:
2450         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2451         if (!nr_data) {
2452                 /* Every parity is right */
2453                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2454                 return;
2455         }
2456
2457         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2458
2459         while (1) {
2460                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2461                 if (!bio)
2462                         break;
2463
2464                 bio->bi_private = rbio;
2465                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2466                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2467
2468                 submit_bio(bio);
2469         }
2470         return;
2471
2472 cleanup:
2473         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2474
2475         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2476                 bio_put(bio);
2477 }
2478
2479 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2480 {
2481         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2482                 return 1;
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 /*
2487  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2488  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2489  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2490  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2491  * stripes
2492  */
2493 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2494 {
2495         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2496                 goto cleanup;
2497
2498         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2499                 int dfail = 0, failp = -1;
2500
2501                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2502                         dfail++;
2503                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2504                         failp = rbio->faila;
2505
2506                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2507                         dfail++;
2508                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2509                         failp = rbio->failb;
2510
2511                 /*
2512                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2513                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2514                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2515                  */
2516                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2517                         goto cleanup;
2518
2519                 /*
2520                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2521                  * repair the parity.
2522                  */
2523                 if (dfail == 0) {
2524                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2525                         return;
2526                 }
2527
2528                 /*
2529                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2530                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2531                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2532                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2533                  */
2534                 if (failp != rbio->scrubp)
2535                         goto cleanup;
2536
2537                 __raid_recover_end_io(rbio);
2538         } else {
2539                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2540         }
2541         return;
2542
2543 cleanup:
2544         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2545 }
2546
2547 /*
2548  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2549  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2550  * stripe.
2551  *
2552  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2553  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2554  */
2555 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2556 {
2557         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2558
2559         if (bio->bi_status)
2560                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2561         else
2562                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2563
2564         bio_put(bio);
2565
2566         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2567                 return;
2568
2569         /*
2570          * this will normally call finish_rmw to start our write
2571          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2572          * from parity first
2573          */
2574         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2575 }
2576
2577 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2578 {
2579         int bios_to_read = 0;
2580         struct bio_list bio_list;
2581         int ret;
2582         int pagenr;
2583         int stripe;
2584         struct bio *bio;
2585
2586         bio_list_init(&bio_list);
2587
2588         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2589         if (ret)
2590                 goto cleanup;
2591
2592         atomic_set(&rbio->error, 0);
2593         /*
2594          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2595          * stripe
2596          */
2597         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2598                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2599                         struct page *page;
2600                         /*
2601                          * we want to find all the pages missing from
2602                          * the rbio and read them from the disk.  If
2603                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2604                          * we don't need to read it off the stripe.
2605                          */
2606                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2607                         if (page)
2608                                 continue;
2609
2610                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2611                         /*
2612                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2613                          * page.  If so, be happy and use it
2614                          */
2615                         if (PageUptodate(page))
2616                                 continue;
2617
2618                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2619                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2620                         if (ret)
2621                                 goto cleanup;
2622                 }
2623         }
2624
2625         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2626         if (!bios_to_read) {
2627                 /*
2628                  * this can happen if others have merged with
2629                  * us, it means there is nothing left to read.
2630                  * But if there are missing devices it may not be
2631                  * safe to do the full stripe write yet.
2632                  */
2633                 goto finish;
2634         }
2635
2636         /*
2637          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2638          * not to touch it after that
2639          */
2640         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2641         while (1) {
2642                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2643                 if (!bio)
2644                         break;
2645
2646                 bio->bi_private = rbio;
2647                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2648                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2649
2650                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2651
2652                 submit_bio(bio);
2653         }
2654         /* the actual write will happen once the reads are done */
2655         return;
2656
2657 cleanup:
2658         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2659
2660         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2661                 bio_put(bio);
2662
2663         return;
2664
2665 finish:
2666         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2667 }
2668
2669 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2670 {
2671         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2672
2673         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2674         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2675 }
2676
2677 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2678 {
2679         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2680                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2681
2682         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2683 }
2684
2685 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2686 {
2687         if (!lock_stripe_add(rbio))
2688                 async_scrub_parity(rbio);
2689 }
2690
2691 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2692
2693 struct btrfs_raid_bio *
2694 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2695                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2696 {
2697         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2698
2699         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2700         if (IS_ERR(rbio))
2701                 return NULL;
2702
2703         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2704         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2705         /*
2706          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2707          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2708          */
2709         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2710
2711         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2712         if (rbio->faila == -1) {
2713                 BUG();
2714                 kfree(rbio);
2715                 return NULL;
2716         }
2717
2718         /*
2719          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2720          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2721          */
2722         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2723
2724         return rbio;
2725 }
2726
2727 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2728 {
2729         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2730
2731         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2732         __raid56_parity_recover(rbio);
2733 }
2734
2735 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2736 {
2737         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2738                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2739
2740         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2741 }
2742
2743 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2744 {
2745         if (!lock_stripe_add(rbio))
2746                 async_missing_raid56(rbio);
2747 }