Merge branch 'sched-core-for-linus' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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         }
235
236         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
237         if (x)
238                 kvfree(x);
239         return 0;
240 }
241
242 /*
243  * caching an rbio means to copy anything from the
244  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
245  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
246  * to indicate if it has valid data
247  *
248  * once the caching is done, we set the cache ready
249  * bit.
250  */
251 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
252 {
253         int i;
254         char *s;
255         char *d;
256         int ret;
257
258         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
259         if (ret)
260                 return;
261
262         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
263                 if (!rbio->bio_pages[i])
264                         continue;
265
266                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
267                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
268
269                 memcpy(d, s, PAGE_SIZE);
270
271                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
272                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
273                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
274         }
275         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
276 }
277
278 /*
279  * we hash on the first logical address of the stripe
280  */
281 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
282 {
283         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
284
285         /*
286          * we shift down quite a bit.  We're using byte
287          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
288          * This tends to upset hash_64, and it consistently
289          * returns just one or two different values.
290          *
291          * shifting off the lower bits fixes things.
292          */
293         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
294 }
295
296 /*
297  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
298  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
299  */
300 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
301 {
302         int i;
303         struct page *s;
304         struct page *d;
305
306         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
307                 return;
308
309         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
310                 s = src->stripe_pages[i];
311                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
312                         continue;
313                 }
314
315                 d = dest->stripe_pages[i];
316                 if (d)
317                         __free_page(d);
318
319                 dest->stripe_pages[i] = s;
320                 src->stripe_pages[i] = NULL;
321         }
322 }
323
324 /*
325  * merging means we take the bio_list from the victim and
326  * splice it into the destination.  The victim should
327  * be discarded afterwards.
328  *
329  * must be called with dest->rbio_list_lock held
330  */
331 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
332                        struct btrfs_raid_bio *victim)
333 {
334         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
335         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
336         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
337         bio_list_init(&victim->bio_list);
338 }
339
340 /*
341  * used to prune items that are in the cache.  The caller
342  * must hold the hash table lock.
343  */
344 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
345 {
346         int bucket = rbio_bucket(rbio);
347         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
348         struct btrfs_stripe_hash *h;
349         int freeit = 0;
350
351         /*
352          * check the bit again under the hash table lock.
353          */
354         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
355                 return;
356
357         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
358         h = table->table + bucket;
359
360         /* hold the lock for the bucket because we may be
361          * removing it from the hash table
362          */
363         spin_lock(&h->lock);
364
365         /*
366          * hold the lock for the bio list because we need
367          * to make sure the bio list is empty
368          */
369         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
370
371         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
372                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
373                 table->cache_size -= 1;
374                 freeit = 1;
375
376                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
377                  * still involved in an IO.  We take it out
378                  * of the cache list, and drop the ref that
379                  * was held for the list.
380                  *
381                  * If the bio_list was empty, we also remove
382                  * the rbio from the hash_table, and drop
383                  * the corresponding ref
384                  */
385                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
386                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
387                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
388                                 refcount_dec(&rbio->refs);
389                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
390                         }
391                 }
392         }
393
394         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
395         spin_unlock(&h->lock);
396
397         if (freeit)
398                 __free_raid_bio(rbio);
399 }
400
401 /*
402  * prune a given rbio from the cache
403  */
404 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
405 {
406         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
407         unsigned long flags;
408
409         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
410                 return;
411
412         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
413
414         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
415         __remove_rbio_from_cache(rbio);
416         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
417 }
418
419 /*
420  * remove everything in the cache
421  */
422 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
423 {
424         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
425         unsigned long flags;
426         struct btrfs_raid_bio *rbio;
427
428         table = info->stripe_hash_table;
429
430         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
431         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
432                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
433                                   struct btrfs_raid_bio,
434                                   stripe_cache);
435                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
436         }
437         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
438 }
439
440 /*
441  * remove all cached entries and free the hash table
442  * used by unmount
443  */
444 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
445 {
446         if (!info->stripe_hash_table)
447                 return;
448         btrfs_clear_rbio_cache(info);
449         kvfree(info->stripe_hash_table);
450         info->stripe_hash_table = NULL;
451 }
452
453 /*
454  * insert an rbio into the stripe cache.  It
455  * must have already been prepared by calling
456  * cache_rbio_pages
457  *
458  * If this rbio was already cached, it gets
459  * moved to the front of the lru.
460  *
461  * If the size of the rbio cache is too big, we
462  * prune an item.
463  */
464 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
465 {
466         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
467         unsigned long flags;
468
469         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
470                 return;
471
472         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
473
474         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
475         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
476
477         /* bump our ref if we were not in the list before */
478         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
479                 refcount_inc(&rbio->refs);
480
481         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
482                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
483         } else {
484                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
485                 table->cache_size += 1;
486         }
487
488         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
489
490         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
491                 struct btrfs_raid_bio *found;
492
493                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
494                                   struct btrfs_raid_bio,
495                                   stripe_cache);
496
497                 if (found != rbio)
498                         __remove_rbio_from_cache(found);
499         }
500
501         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
502 }
503
504 /*
505  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
506  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
507  * loop through.
508  */
509 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
510 {
511         int src_off = 0;
512         int xor_src_cnt = 0;
513         void *dest = pages[src_cnt];
514
515         while(src_cnt > 0) {
516                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
517                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
518
519                 src_cnt -= xor_src_cnt;
520                 src_off += xor_src_cnt;
521         }
522 }
523
524 /*
525  * returns true if the bio list inside this rbio
526  * covers an entire stripe (no rmw required).
527  * Must be called with the bio list lock held, or
528  * at a time when you know it is impossible to add
529  * new bios into the list
530  */
531 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
532 {
533         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
534         int ret = 1;
535
536         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
537                 ret = 0;
538
539         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
540         return ret;
541 }
542
543 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
544 {
545         unsigned long flags;
546         int ret;
547
548         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
549         ret = __rbio_is_full(rbio);
550         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
551         return ret;
552 }
553
554 /*
555  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
556  * The merging is safe if the two rbios correspond to
557  * the same stripe and if they are both going in the same
558  * direction (read vs write), and if neither one is
559  * locked for final IO
560  *
561  * The caller is responsible for locking such that
562  * rmw_locked is safe to test
563  */
564 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
565                           struct btrfs_raid_bio *cur)
566 {
567         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
568             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
569                 return 0;
570
571         /*
572          * we can't merge with cached rbios, since the
573          * idea is that when we merge the destination
574          * rbio is going to run our IO for us.  We can
575          * steal from cached rbios though, other functions
576          * handle that.
577          */
578         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
579             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
580                 return 0;
581
582         if (last->bbio->raid_map[0] !=
583             cur->bbio->raid_map[0])
584                 return 0;
585
586         /* we can't merge with different operations */
587         if (last->operation != cur->operation)
588                 return 0;
589         /*
590          * We've need read the full stripe from the drive.
591          * check and repair the parity and write the new results.
592          *
593          * We're not allowed to add any new bios to the
594          * bio list here, anyone else that wants to
595          * change this stripe needs to do their own rmw.
596          */
597         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
598                 return 0;
599
600         if (last->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
601                 return 0;
602
603         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
604                 int fa = last->faila;
605                 int fb = last->failb;
606                 int cur_fa = cur->faila;
607                 int cur_fb = cur->failb;
608
609                 if (last->faila >= last->failb) {
610                         fa = last->failb;
611                         fb = last->faila;
612                 }
613
614                 if (cur->faila >= cur->failb) {
615                         cur_fa = cur->failb;
616                         cur_fb = cur->faila;
617                 }
618
619                 if (fa != cur_fa || fb != cur_fb)
620                         return 0;
621         }
622         return 1;
623 }
624
625 static int rbio_stripe_page_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
626                                   int index)
627 {
628         return stripe * rbio->stripe_npages + index;
629 }
630
631 /*
632  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
633  * the FS sent down to us
634  */
635 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe,
636                                      int index)
637 {
638         return rbio->stripe_pages[rbio_stripe_page_index(rbio, stripe, index)];
639 }
640
641 /*
642  * helper to index into the pstripe
643  */
644 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
645 {
646         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data, index);
647 }
648
649 /*
650  * helper to index into the qstripe, returns null
651  * if there is no qstripe
652  */
653 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
654 {
655         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
656                 return NULL;
657         return rbio_stripe_page(rbio, rbio->nr_data + 1, index);
658 }
659
660 /*
661  * The first stripe in the table for a logical address
662  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
663  *
664  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
665  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
666  * themselves.
667  *
668  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
669  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
670  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
671  *
672  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
673  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
674  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
675  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
676  * 1 is returned
677  *
678  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
679  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
680  * already been freed.
681  */
682 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
683 {
684         int bucket = rbio_bucket(rbio);
685         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
686         struct btrfs_raid_bio *cur;
687         struct btrfs_raid_bio *pending;
688         unsigned long flags;
689         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
690         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
691         int ret = 0;
692
693         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
694         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
695                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
696                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
697
698                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
699                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
700                             list_empty(&cur->plug_list) &&
701                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
702                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
703                                 list_del_init(&cur->hash_list);
704                                 refcount_dec(&cur->refs);
705
706                                 steal_rbio(cur, rbio);
707                                 cache_drop = cur;
708                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
709
710                                 goto lockit;
711                         }
712
713                         /* can we merge into the lock owner? */
714                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
715                                 merge_rbio(cur, rbio);
716                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
717                                 freeit = rbio;
718                                 ret = 1;
719                                 goto out;
720                         }
721
722
723                         /*
724                          * we couldn't merge with the running
725                          * rbio, see if we can merge with the
726                          * pending ones.  We don't have to
727                          * check for rmw_locked because there
728                          * is no way they are inside finish_rmw
729                          * right now
730                          */
731                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
732                                             plug_list) {
733                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
734                                         merge_rbio(pending, rbio);
735                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
736                                         freeit = rbio;
737                                         ret = 1;
738                                         goto out;
739                                 }
740                         }
741
742                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
743                          * our rbio will be started with the currently
744                          * running rbio unlocks
745                          */
746                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
747                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
748                         ret = 1;
749                         goto out;
750                 }
751         }
752 lockit:
753         refcount_inc(&rbio->refs);
754         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
755 out:
756         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
757         if (cache_drop)
758                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
759         if (freeit)
760                 __free_raid_bio(freeit);
761         return ret;
762 }
763
764 /*
765  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
766  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
767  */
768 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
769 {
770         int bucket;
771         struct btrfs_stripe_hash *h;
772         unsigned long flags;
773         int keep_cache = 0;
774
775         bucket = rbio_bucket(rbio);
776         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
777
778         if (list_empty(&rbio->plug_list))
779                 cache_rbio(rbio);
780
781         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
782         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
783
784         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
785                 /*
786                  * if we're still cached and there is no other IO
787                  * to perform, just leave this rbio here for others
788                  * to steal from later
789                  */
790                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
791                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
792                         keep_cache = 1;
793                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
794                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
795                         goto done;
796                 }
797
798                 list_del_init(&rbio->hash_list);
799                 refcount_dec(&rbio->refs);
800
801                 /*
802                  * we use the plug list to hold all the rbios
803                  * waiting for the chance to lock this stripe.
804                  * hand the lock over to one of them.
805                  */
806                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
807                         struct btrfs_raid_bio *next;
808                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
809
810                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
811                                           plug_list);
812
813                         list_del_init(&rbio->plug_list);
814
815                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
816                         refcount_inc(&next->refs);
817                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
818                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
819
820                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
821                                 async_read_rebuild(next);
822                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
823                                 steal_rbio(rbio, next);
824                                 async_read_rebuild(next);
825                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
826                                 steal_rbio(rbio, next);
827                                 async_rmw_stripe(next);
828                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
829                                 steal_rbio(rbio, next);
830                                 async_scrub_parity(next);
831                         }
832
833                         goto done_nolock;
834                 }
835         }
836 done:
837         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
838         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
839
840 done_nolock:
841         if (!keep_cache)
842                 remove_rbio_from_cache(rbio);
843 }
844
845 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
846 {
847         int i;
848
849         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
850                 return;
851
852         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
853         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
854         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
855
856         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
857                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
858                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
859                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
860                 }
861         }
862
863         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
864         kfree(rbio);
865 }
866
867 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
868 {
869         struct bio *next;
870
871         while (cur) {
872                 next = cur->bi_next;
873                 cur->bi_next = NULL;
874                 cur->bi_status = err;
875                 bio_endio(cur);
876                 cur = next;
877         }
878 }
879
880 /*
881  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
882  * bio_list and calls end_io on them
883  */
884 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
885 {
886         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
887         struct bio *extra;
888
889         if (rbio->generic_bio_cnt)
890                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
891
892         /*
893          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
894          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
895          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
896          * becomes non-empty.
897          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
898          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
899          */
900         unlock_stripe(rbio);
901         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
902         __free_raid_bio(rbio);
903
904         rbio_endio_bio_list(cur, err);
905         if (extra)
906                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
907 }
908
909 /*
910  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
911  * get here, we've written a full stripe
912  */
913 static void raid_write_end_io(struct bio *bio)
914 {
915         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
916         blk_status_t err = bio->bi_status;
917         int max_errors;
918
919         if (err)
920                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
921
922         bio_put(bio);
923
924         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
925                 return;
926
927         err = BLK_STS_OK;
928
929         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
930         max_errors = (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) ?
931                      0 : rbio->bbio->max_errors;
932         if (atomic_read(&rbio->error) > max_errors)
933                 err = BLK_STS_IOERR;
934
935         rbio_orig_end_io(rbio, err);
936 }
937
938 /*
939  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
940  * any pages it included, and then use the rbio for everything
941  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
942  * and page number in that stripe fall inside the original bio
943  * or the rbio.
944  *
945  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
946  * that are outside the bio_list
947  *
948  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
949  * and the caller must bump refs as required.
950  *
951  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
952  * the answers from this function.
953  */
954 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
955                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
956 {
957         int chunk_page;
958         struct page *p = NULL;
959
960         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
961
962         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
963         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
964         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
965
966         if (p || bio_list_only)
967                 return p;
968
969         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
970 }
971
972 /*
973  * number of pages we need for the entire stripe across all the
974  * drives
975  */
976 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
977 {
978         return DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE) * nr_stripes;
979 }
980
981 /*
982  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
983  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
984  */
985 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
986                                          struct btrfs_bio *bbio,
987                                          u64 stripe_len)
988 {
989         struct btrfs_raid_bio *rbio;
990         int nr_data = 0;
991         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
992         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
993         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
994         void *p;
995
996         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
997                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG) *
998                        sizeof(long), GFP_NOFS);
999         if (!rbio)
1000                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1001
1002         bio_list_init(&rbio->bio_list);
1003         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
1004         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
1005         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
1006         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
1007         rbio->bbio = bbio;
1008         rbio->fs_info = fs_info;
1009         rbio->stripe_len = stripe_len;
1010         rbio->nr_pages = num_pages;
1011         rbio->real_stripes = real_stripes;
1012         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1013         rbio->faila = -1;
1014         rbio->failb = -1;
1015         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1016         atomic_set(&rbio->error, 0);
1017         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1018
1019         /*
1020          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
1021          * memory we allocated past the end of the rbio
1022          */
1023         p = rbio + 1;
1024         rbio->stripe_pages = p;
1025         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
1026         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
1027
1028         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
1029                 nr_data = real_stripes - 1;
1030         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
1031                 nr_data = real_stripes - 2;
1032         else
1033                 BUG();
1034
1035         rbio->nr_data = nr_data;
1036         return rbio;
1037 }
1038
1039 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1040 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1041 {
1042         int i;
1043         struct page *page;
1044
1045         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1046                 if (rbio->stripe_pages[i])
1047                         continue;
1048                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1049                 if (!page)
1050                         return -ENOMEM;
1051                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1052         }
1053         return 0;
1054 }
1055
1056 /* only allocate pages for p/q stripes */
1057 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1058 {
1059         int i;
1060         struct page *page;
1061
1062         i = rbio_stripe_page_index(rbio, rbio->nr_data, 0);
1063
1064         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1065                 if (rbio->stripe_pages[i])
1066                         continue;
1067                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1068                 if (!page)
1069                         return -ENOMEM;
1070                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1071         }
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 /*
1076  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1077  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1078  * zero if all went well.
1079  */
1080 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1081                             struct bio_list *bio_list,
1082                             struct page *page,
1083                             int stripe_nr,
1084                             unsigned long page_index,
1085                             unsigned long bio_max_len)
1086 {
1087         struct bio *last = bio_list->tail;
1088         u64 last_end = 0;
1089         int ret;
1090         struct bio *bio;
1091         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1092         u64 disk_start;
1093
1094         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1095         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_SHIFT);
1096
1097         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1098         if (!stripe->dev->bdev)
1099                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1100
1101         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1102         if (last) {
1103                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1104                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1105
1106                 /*
1107                  * we can't merge these if they are from different
1108                  * devices or if they are not contiguous
1109                  */
1110                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1111                     !last->bi_status &&
1112                     last->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1113                     last->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1114                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_SIZE, 0);
1115                         if (ret == PAGE_SIZE)
1116                                 return 0;
1117                 }
1118         }
1119
1120         /* put a new bio on the list */
1121         bio = btrfs_io_bio_alloc(bio_max_len >> PAGE_SHIFT ?: 1);
1122         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1123         bio_set_dev(bio, stripe->dev->bdev);
1124         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1125
1126         bio_add_page(bio, page, PAGE_SIZE, 0);
1127         bio_list_add(bio_list, bio);
1128         return 0;
1129 }
1130
1131 /*
1132  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1133  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1134  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1135  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1136  * after we've reconstructed the failed stripes
1137  */
1138 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1139 {
1140         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1141                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1142                 __raid56_parity_recover(rbio);
1143         } else {
1144                 finish_rmw(rbio);
1145         }
1146 }
1147
1148 /*
1149  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1150  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1151  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1152  * reconstruction.
1153  *
1154  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1155  */
1156 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1157 {
1158         struct bio *bio;
1159         u64 start;
1160         unsigned long stripe_offset;
1161         unsigned long page_index;
1162
1163         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1164         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1165                 struct bio_vec bvec;
1166                 struct bvec_iter iter;
1167                 int i = 0;
1168
1169                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1170                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1171                 page_index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
1172
1173                 if (bio_flagged(bio, BIO_CLONED))
1174                         bio->bi_iter = btrfs_io_bio(bio)->iter;
1175
1176                 bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1177                         rbio->bio_pages[page_index + i] = bvec.bv_page;
1178                         i++;
1179                 }
1180         }
1181         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1182 }
1183
1184 /*
1185  * this is called from one of two situations.  We either
1186  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1187  * the missing bits off disk.
1188  *
1189  * This will calculate the parity and then send down any
1190  * changed blocks.
1191  */
1192 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1193 {
1194         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1195         void *pointers[rbio->real_stripes];
1196         int nr_data = rbio->nr_data;
1197         int stripe;
1198         int pagenr;
1199         int p_stripe = -1;
1200         int q_stripe = -1;
1201         struct bio_list bio_list;
1202         struct bio *bio;
1203         int ret;
1204
1205         bio_list_init(&bio_list);
1206
1207         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1208                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1209         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1210                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1211                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1212         } else {
1213                 BUG();
1214         }
1215
1216         /* at this point we either have a full stripe,
1217          * or we've read the full stripe from the drive.
1218          * recalculate the parity and write the new results.
1219          *
1220          * We're not allowed to add any new bios to the
1221          * bio list here, anyone else that wants to
1222          * change this stripe needs to do their own rmw.
1223          */
1224         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1225         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1226         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1227
1228         atomic_set(&rbio->error, 0);
1229
1230         /*
1231          * now that we've set rmw_locked, run through the
1232          * bio list one last time and map the page pointers
1233          *
1234          * We don't cache full rbios because we're assuming
1235          * the higher layers are unlikely to use this area of
1236          * the disk again soon.  If they do use it again,
1237          * hopefully they will send another full bio.
1238          */
1239         index_rbio_pages(rbio);
1240         if (!rbio_is_full(rbio))
1241                 cache_rbio_pages(rbio);
1242         else
1243                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1244
1245         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1246                 struct page *p;
1247                 /* first collect one page from each data stripe */
1248                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1249                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1250                         pointers[stripe] = kmap(p);
1251                 }
1252
1253                 /* then add the parity stripe */
1254                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1255                 SetPageUptodate(p);
1256                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1257
1258                 if (q_stripe != -1) {
1259
1260                         /*
1261                          * raid6, add the qstripe and call the
1262                          * library function to fill in our p/q
1263                          */
1264                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1265                         SetPageUptodate(p);
1266                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1267
1268                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1269                                                 pointers);
1270                 } else {
1271                         /* raid5 */
1272                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1273                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1274                 }
1275
1276
1277                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1278                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1279         }
1280
1281         /*
1282          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1283          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1284          * everything else.
1285          */
1286         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1287                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1288                         struct page *page;
1289                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1290                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1291                                 if (!page)
1292                                         continue;
1293                         } else {
1294                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1295                         }
1296
1297                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1298                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1299                         if (ret)
1300                                 goto cleanup;
1301                 }
1302         }
1303
1304         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1305                 goto write_data;
1306
1307         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1308                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1309                         continue;
1310
1311                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1312                         struct page *page;
1313                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1314                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1315                                 if (!page)
1316                                         continue;
1317                         } else {
1318                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1319                         }
1320
1321                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1322                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1323                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1324                         if (ret)
1325                                 goto cleanup;
1326                 }
1327         }
1328
1329 write_data:
1330         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1331         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1332
1333         while (1) {
1334                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1335                 if (!bio)
1336                         break;
1337
1338                 bio->bi_private = rbio;
1339                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1340                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
1341
1342                 submit_bio(bio);
1343         }
1344         return;
1345
1346 cleanup:
1347         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1348
1349         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1350                 bio_put(bio);
1351 }
1352
1353 /*
1354  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1355  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1356  * so it looks up based on physical sector numbers.
1357  */
1358 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1359                            struct bio *bio)
1360 {
1361         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1362         u64 stripe_start;
1363         int i;
1364         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1365
1366         physical <<= 9;
1367
1368         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1369                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1370                 stripe_start = stripe->physical;
1371                 if (physical >= stripe_start &&
1372                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1373                     bio->bi_disk == stripe->dev->bdev->bd_disk &&
1374                     bio->bi_partno == stripe->dev->bdev->bd_partno) {
1375                         return i;
1376                 }
1377         }
1378         return -1;
1379 }
1380
1381 /*
1382  * helper to find the stripe number for a given
1383  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1384  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1385  */
1386 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1387                                    struct bio *bio)
1388 {
1389         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1390         u64 stripe_start;
1391         int i;
1392
1393         logical <<= 9;
1394
1395         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1396                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1397                 if (logical >= stripe_start &&
1398                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1399                         return i;
1400                 }
1401         }
1402         return -1;
1403 }
1404
1405 /*
1406  * returns -EIO if we had too many failures
1407  */
1408 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1409 {
1410         unsigned long flags;
1411         int ret = 0;
1412
1413         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1414
1415         /* we already know this stripe is bad, move on */
1416         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1417                 goto out;
1418
1419         if (rbio->faila == -1) {
1420                 /* first failure on this rbio */
1421                 rbio->faila = failed;
1422                 atomic_inc(&rbio->error);
1423         } else if (rbio->failb == -1) {
1424                 /* second failure on this rbio */
1425                 rbio->failb = failed;
1426                 atomic_inc(&rbio->error);
1427         } else {
1428                 ret = -EIO;
1429         }
1430 out:
1431         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1432
1433         return ret;
1434 }
1435
1436 /*
1437  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1438  * bio.
1439  */
1440 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1441                            struct bio *bio)
1442 {
1443         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1444
1445         if (failed < 0)
1446                 return -EIO;
1447
1448         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1449 }
1450
1451 /*
1452  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1453  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1454  */
1455 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1456 {
1457         struct bio_vec *bvec;
1458         int i;
1459
1460         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1461
1462         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, i)
1463                 SetPageUptodate(bvec->bv_page);
1464 }
1465
1466 /*
1467  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1468  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1469  * stripe.
1470  *
1471  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1472  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1473  */
1474 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio)
1475 {
1476         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1477
1478         if (bio->bi_status)
1479                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1480         else
1481                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1482
1483         bio_put(bio);
1484
1485         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1486                 return;
1487
1488         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1489                 goto cleanup;
1490
1491         /*
1492          * this will normally call finish_rmw to start our write
1493          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1494          * from parity first
1495          */
1496         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1497         return;
1498
1499 cleanup:
1500
1501         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1502 }
1503
1504 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1505 {
1506         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper, rmw_work, NULL, NULL);
1507         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1508 }
1509
1510 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1511 {
1512         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1513                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1514
1515         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
1516 }
1517
1518 /*
1519  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1520  * unlock after all the writes are done
1521  */
1522 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1523 {
1524         int bios_to_read = 0;
1525         struct bio_list bio_list;
1526         int ret;
1527         int pagenr;
1528         int stripe;
1529         struct bio *bio;
1530
1531         bio_list_init(&bio_list);
1532
1533         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1534         if (ret)
1535                 goto cleanup;
1536
1537         index_rbio_pages(rbio);
1538
1539         atomic_set(&rbio->error, 0);
1540         /*
1541          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1542          * stripe
1543          */
1544         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1545                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1546                         struct page *page;
1547                         /*
1548                          * we want to find all the pages missing from
1549                          * the rbio and read them from the disk.  If
1550                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1551                          * we don't need to read it off the stripe.
1552                          */
1553                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1554                         if (page)
1555                                 continue;
1556
1557                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1558                         /*
1559                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1560                          * page.  If so, be happy and use it
1561                          */
1562                         if (PageUptodate(page))
1563                                 continue;
1564
1565                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1566                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1567                         if (ret)
1568                                 goto cleanup;
1569                 }
1570         }
1571
1572         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1573         if (!bios_to_read) {
1574                 /*
1575                  * this can happen if others have merged with
1576                  * us, it means there is nothing left to read.
1577                  * But if there are missing devices it may not be
1578                  * safe to do the full stripe write yet.
1579                  */
1580                 goto finish;
1581         }
1582
1583         /*
1584          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1585          * not to touch it after that
1586          */
1587         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1588         while (1) {
1589                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1590                 if (!bio)
1591                         break;
1592
1593                 bio->bi_private = rbio;
1594                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1595                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
1596
1597                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1598
1599                 submit_bio(bio);
1600         }
1601         /* the actual write will happen once the reads are done */
1602         return 0;
1603
1604 cleanup:
1605         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
1606
1607         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
1608                 bio_put(bio);
1609
1610         return -EIO;
1611
1612 finish:
1613         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1614         return 0;
1615 }
1616
1617 /*
1618  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1619  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1620  */
1621 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1622 {
1623         int ret;
1624
1625         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1626         if (ret) {
1627                 __free_raid_bio(rbio);
1628                 return ret;
1629         }
1630
1631         ret = lock_stripe_add(rbio);
1632         if (ret == 0)
1633                 finish_rmw(rbio);
1634         return 0;
1635 }
1636
1637 /*
1638  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1639  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1640  * rbio before calculating new parity
1641  */
1642 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1643 {
1644         int ret;
1645
1646         ret = lock_stripe_add(rbio);
1647         if (ret == 0)
1648                 async_rmw_stripe(rbio);
1649         return 0;
1650 }
1651
1652 /*
1653  * sometimes while we were reading from the drive to
1654  * recalculate parity, enough new bios come into create
1655  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1656  * go directly to finish_rmw
1657  */
1658 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1659 {
1660         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1661         if (!rbio_is_full(rbio))
1662                 return partial_stripe_write(rbio);
1663         return full_stripe_write(rbio);
1664 }
1665
1666 /*
1667  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1668  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1669  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1670  * we sort the list by logical block number and merge
1671  * everything we can into the same rbios
1672  */
1673 struct btrfs_plug_cb {
1674         struct blk_plug_cb cb;
1675         struct btrfs_fs_info *info;
1676         struct list_head rbio_list;
1677         struct btrfs_work work;
1678 };
1679
1680 /*
1681  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1682  */
1683 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1684 {
1685         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1686                                                  plug_list);
1687         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1688                                                  plug_list);
1689         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1690         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1691
1692         if (a_sector < b_sector)
1693                 return -1;
1694         if (a_sector > b_sector)
1695                 return 1;
1696         return 0;
1697 }
1698
1699 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1700 {
1701         struct btrfs_raid_bio *cur;
1702         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1703
1704         /*
1705          * sort our plug list then try to merge
1706          * everything we can in hopes of creating full
1707          * stripes.
1708          */
1709         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1710         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1711                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1712                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1713                 list_del_init(&cur->plug_list);
1714
1715                 if (rbio_is_full(cur)) {
1716                         /* we have a full stripe, send it down */
1717                         full_stripe_write(cur);
1718                         continue;
1719                 }
1720                 if (last) {
1721                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1722                                 merge_rbio(last, cur);
1723                                 __free_raid_bio(cur);
1724                                 continue;
1725
1726                         }
1727                         __raid56_parity_write(last);
1728                 }
1729                 last = cur;
1730         }
1731         if (last) {
1732                 __raid56_parity_write(last);
1733         }
1734         kfree(plug);
1735 }
1736
1737 /*
1738  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1739  * work off to a helper thread
1740  */
1741 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1742 {
1743         struct btrfs_plug_cb *plug;
1744         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1745         run_plug(plug);
1746 }
1747
1748 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1749 {
1750         struct btrfs_plug_cb *plug;
1751         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1752
1753         if (from_schedule) {
1754                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1755                                 unplug_work, NULL, NULL);
1756                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1757                                  &plug->work);
1758                 return;
1759         }
1760         run_plug(plug);
1761 }
1762
1763 /*
1764  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1765  */
1766 int raid56_parity_write(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
1767                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1768 {
1769         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1770         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1771         struct blk_plug_cb *cb;
1772         int ret;
1773
1774         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
1775         if (IS_ERR(rbio)) {
1776                 btrfs_put_bbio(bbio);
1777                 return PTR_ERR(rbio);
1778         }
1779         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1780         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1781         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1782
1783         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
1784         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1785
1786         /*
1787          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1788          * as quickly as we can
1789          */
1790         if (rbio_is_full(rbio)) {
1791                 ret = full_stripe_write(rbio);
1792                 if (ret)
1793                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1794                 return ret;
1795         }
1796
1797         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1798         if (cb) {
1799                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1800                 if (!plug->info) {
1801                         plug->info = fs_info;
1802                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1803                 }
1804                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1805                 ret = 0;
1806         } else {
1807                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1808                 if (ret)
1809                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
1810         }
1811         return ret;
1812 }
1813
1814 /*
1815  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1816  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1817  * sorting the good from the bad.
1818  */
1819 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1820 {
1821         int pagenr, stripe;
1822         void **pointers;
1823         int faila = -1, failb = -1;
1824         struct page *page;
1825         blk_status_t err;
1826         int i;
1827
1828         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1829         if (!pointers) {
1830                 err = BLK_STS_RESOURCE;
1831                 goto cleanup_io;
1832         }
1833
1834         faila = rbio->faila;
1835         failb = rbio->failb;
1836
1837         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1838             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
1839                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1840                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1841                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1842         }
1843
1844         index_rbio_pages(rbio);
1845
1846         for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
1847                 /*
1848                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1849                  * which we have data when doing parity scrub.
1850                  */
1851                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1852                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1853                         continue;
1854
1855                 /* setup our array of pointers with pages
1856                  * from each stripe
1857                  */
1858                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1859                         /*
1860                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1861                          * pages from the bio list
1862                          */
1863                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1864                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1865                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1866                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1867                         } else {
1868                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1869                         }
1870                         pointers[stripe] = kmap(page);
1871                 }
1872
1873                 /* all raid6 handling here */
1874                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1875                         /*
1876                          * single failure, rebuild from parity raid5
1877                          * style
1878                          */
1879                         if (failb < 0) {
1880                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1881                                         /*
1882                                          * Just the P stripe has failed, without
1883                                          * a bad data or Q stripe.
1884                                          * TODO, we should redo the xor here.
1885                                          */
1886                                         err = BLK_STS_IOERR;
1887                                         goto cleanup;
1888                                 }
1889                                 /*
1890                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1891                                  * in the pstripe code below
1892                                  */
1893                                 goto pstripe;
1894                         }
1895
1896                         /* make sure our ps and qs are in order */
1897                         if (faila > failb) {
1898                                 int tmp = failb;
1899                                 failb = faila;
1900                                 faila = tmp;
1901                         }
1902
1903                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1904                          * from the xors.
1905                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1906                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1907                          * data they want
1908                          */
1909                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1910                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1911                                     RAID5_P_STRIPE) {
1912                                         err = BLK_STS_IOERR;
1913                                         goto cleanup;
1914                                 }
1915                                 /*
1916                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1917                                  * a good P stripe.  raid5!
1918                                  */
1919                                 goto pstripe;
1920                         }
1921
1922                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1923                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1924                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1925                         } else {
1926                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1927                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1928                                                   pointers);
1929                         }
1930                 } else {
1931                         void *p;
1932
1933                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1934                         BUG_ON(failb != -1);
1935 pstripe:
1936                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1937                         memcpy(pointers[faila],
1938                                pointers[rbio->nr_data],
1939                                PAGE_SIZE);
1940
1941                         /* rearrange the pointer array */
1942                         p = pointers[faila];
1943                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1944                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1945                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1946
1947                         /* xor in the rest */
1948                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_SIZE);
1949                 }
1950                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1951                  * and set all of our private rbio pages in the
1952                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1953                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1954                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1955                  */
1956                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1957                         for (i = 0;  i < rbio->stripe_npages; i++) {
1958                                 if (faila != -1) {
1959                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1960                                         SetPageUptodate(page);
1961                                 }
1962                                 if (failb != -1) {
1963                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1964                                         SetPageUptodate(page);
1965                                 }
1966                         }
1967                 }
1968                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1969                         /*
1970                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1971                          * pages from the bio list
1972                          */
1973                         if ((rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
1974                              rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) &&
1975                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1976                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1977                         } else {
1978                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1979                         }
1980                         kunmap(page);
1981                 }
1982         }
1983
1984         err = BLK_STS_OK;
1985 cleanup:
1986         kfree(pointers);
1987
1988 cleanup_io:
1989         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1990                 /*
1991                  * - In case of two failures, where rbio->failb != -1:
1992                  *
1993                  *   Do not cache this rbio since the above read reconstruction
1994                  *   (raid6_datap_recov() or raid6_2data_recov()) may have
1995                  *   changed some content of stripes which are not identical to
1996                  *   on-disk content any more, otherwise, a later write/recover
1997                  *   may steal stripe_pages from this rbio and end up with
1998                  *   corruptions or rebuild failures.
1999                  *
2000                  * - In case of single failure, where rbio->failb == -1:
2001                  *
2002                  *   Cache this rbio iff the above read reconstruction is
2003                  *   excuted without problems.
2004                  */
2005                 if (err == BLK_STS_OK && rbio->failb < 0)
2006                         cache_rbio_pages(rbio);
2007                 else
2008                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2009
2010                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2011         } else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING) {
2012                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2013         } else if (err == BLK_STS_OK) {
2014                 rbio->faila = -1;
2015                 rbio->failb = -1;
2016
2017                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
2018                         finish_rmw(rbio);
2019                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
2020                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2021                 else
2022                         BUG();
2023         } else {
2024                 rbio_orig_end_io(rbio, err);
2025         }
2026 }
2027
2028 /*
2029  * This is called only for stripes we've read from disk to
2030  * reconstruct the parity.
2031  */
2032 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio)
2033 {
2034         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2035
2036         /*
2037          * we only read stripe pages off the disk, set them
2038          * up to date if there were no errors
2039          */
2040         if (bio->bi_status)
2041                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2042         else
2043                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2044         bio_put(bio);
2045
2046         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2047                 return;
2048
2049         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2050                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2051         else
2052                 __raid_recover_end_io(rbio);
2053 }
2054
2055 /*
2056  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2057  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2058  * when the IO is done.
2059  *
2060  * This is used both for reads from the higher layers and for
2061  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2062  */
2063 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2064 {
2065         int bios_to_read = 0;
2066         struct bio_list bio_list;
2067         int ret;
2068         int pagenr;
2069         int stripe;
2070         struct bio *bio;
2071
2072         bio_list_init(&bio_list);
2073
2074         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2075         if (ret)
2076                 goto cleanup;
2077
2078         atomic_set(&rbio->error, 0);
2079
2080         /*
2081          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2082          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2083          * pages are going to be uptodate.
2084          */
2085         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2086                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2087                         atomic_inc(&rbio->error);
2088                         continue;
2089                 }
2090
2091                 for (pagenr = 0; pagenr < rbio->stripe_npages; pagenr++) {
2092                         struct page *p;
2093
2094                         /*
2095                          * the rmw code may have already read this
2096                          * page in
2097                          */
2098                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2099                         if (PageUptodate(p))
2100                                 continue;
2101
2102                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2103                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2104                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2105                         if (ret < 0)
2106                                 goto cleanup;
2107                 }
2108         }
2109
2110         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2111         if (!bios_to_read) {
2112                 /*
2113                  * we might have no bios to read just because the pages
2114                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2115                  * the devices were gone.
2116                  */
2117                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2118                         __raid_recover_end_io(rbio);
2119                         goto out;
2120                 } else {
2121                         goto cleanup;
2122                 }
2123         }
2124
2125         /*
2126          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2127          * not to touch it after that
2128          */
2129         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2130         while (1) {
2131                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2132                 if (!bio)
2133                         break;
2134
2135                 bio->bi_private = rbio;
2136                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2137                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2138
2139                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2140
2141                 submit_bio(bio);
2142         }
2143 out:
2144         return 0;
2145
2146 cleanup:
2147         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD ||
2148             rbio->operation == BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING)
2149                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2150
2151         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2152                 bio_put(bio);
2153
2154         return -EIO;
2155 }
2156
2157 /*
2158  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2159  * is really only called when the normal read path had a failure,
2160  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2161  * of the drive.
2162  */
2163 int raid56_parity_recover(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2164                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2165                           int mirror_num, int generic_io)
2166 {
2167         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2168         int ret;
2169
2170         if (generic_io) {
2171                 ASSERT(bbio->mirror_num == mirror_num);
2172                 btrfs_io_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
2173         }
2174
2175         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2176         if (IS_ERR(rbio)) {
2177                 if (generic_io)
2178                         btrfs_put_bbio(bbio);
2179                 return PTR_ERR(rbio);
2180         }
2181
2182         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2183         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2184         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2185
2186         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2187         if (rbio->faila == -1) {
2188                 btrfs_warn(fs_info,
2189         "%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)",
2190                            __func__, (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9,
2191                            (u64)bio->bi_iter.bi_size, bbio->map_type);
2192                 if (generic_io)
2193                         btrfs_put_bbio(bbio);
2194                 kfree(rbio);
2195                 return -EIO;
2196         }
2197
2198         if (generic_io) {
2199                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(fs_info);
2200                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2201         } else {
2202                 btrfs_get_bbio(bbio);
2203         }
2204
2205         /*
2206          * Loop retry:
2207          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2208          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2209          */
2210         if (mirror_num > 2) {
2211                 /*
2212                  * 'mirror == 3' is to fail the p stripe and
2213                  * reconstruct from the q stripe.  'mirror > 3' is to
2214                  * fail a data stripe and reconstruct from p+q stripe.
2215                  */
2216                 rbio->failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2217                 ASSERT(rbio->failb > 0);
2218                 if (rbio->failb <= rbio->faila)
2219                         rbio->failb--;
2220         }
2221
2222         ret = lock_stripe_add(rbio);
2223
2224         /*
2225          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2226          * any errors it hits.  We don't want to return
2227          * its error value up the stack because our caller
2228          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2229          * return
2230          */
2231         if (ret == 0)
2232                 __raid56_parity_recover(rbio);
2233         /*
2234          * our rbio has been added to the list of
2235          * rbios that will be handled after the
2236          * currently lock owner is done
2237          */
2238         return 0;
2239
2240 }
2241
2242 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2243 {
2244         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2245
2246         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2247         raid56_rmw_stripe(rbio);
2248 }
2249
2250 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2251 {
2252         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2253
2254         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2255         __raid56_parity_recover(rbio);
2256 }
2257
2258 /*
2259  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2260  *
2261  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bbio.
2262  *
2263  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2264  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2265  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2266  */
2267
2268 struct btrfs_raid_bio *
2269 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2270                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2271                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2272                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2273 {
2274         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2275         int i;
2276
2277         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, stripe_len);
2278         if (IS_ERR(rbio))
2279                 return NULL;
2280         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2281         /*
2282          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2283          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2284          */
2285         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2286         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2287
2288         /*
2289          * After mapping bbio with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2290          * to the end position, so this search can start from the first parity
2291          * stripe.
2292          */
2293         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2294                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2295                         rbio->scrubp = i;
2296                         break;
2297                 }
2298         }
2299         ASSERT(i < rbio->real_stripes);
2300
2301         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2302         ASSERT(fs_info->sectorsize == PAGE_SIZE);
2303         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2304         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2305
2306         /*
2307          * We have already increased bio_counter when getting bbio, record it
2308          * so we can free it at rbio_orig_end_io().
2309          */
2310         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2311
2312         return rbio;
2313 }
2314
2315 /* Used for both parity scrub and missing. */
2316 void raid56_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct page *page,
2317                             u64 logical)
2318 {
2319         int stripe_offset;
2320         int index;
2321
2322         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2323         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2324                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2325         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2326         index = stripe_offset >> PAGE_SHIFT;
2327         rbio->bio_pages[index] = page;
2328 }
2329
2330 /*
2331  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2332  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2333  */
2334 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2335 {
2336         int i;
2337         int bit;
2338         int index;
2339         struct page *page;
2340
2341         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2342                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2343                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2344                         if (rbio->stripe_pages[index])
2345                                 continue;
2346
2347                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2348                         if (!page)
2349                                 return -ENOMEM;
2350                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2351                 }
2352         }
2353         return 0;
2354 }
2355
2356 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2357                                          int need_check)
2358 {
2359         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2360         void *pointers[rbio->real_stripes];
2361         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2362         int nr_data = rbio->nr_data;
2363         int stripe;
2364         int pagenr;
2365         int p_stripe = -1;
2366         int q_stripe = -1;
2367         struct page *p_page = NULL;
2368         struct page *q_page = NULL;
2369         struct bio_list bio_list;
2370         struct bio *bio;
2371         int is_replace = 0;
2372         int ret;
2373
2374         bio_list_init(&bio_list);
2375
2376         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2377                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2378         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2379                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2380                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2381         } else {
2382                 BUG();
2383         }
2384
2385         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2386                 is_replace = 1;
2387                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2388         }
2389
2390         /*
2391          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2392          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2393          * it.
2394          */
2395         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2396
2397         if (!need_check)
2398                 goto writeback;
2399
2400         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2401         if (!p_page)
2402                 goto cleanup;
2403         SetPageUptodate(p_page);
2404
2405         if (q_stripe != -1) {
2406                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2407                 if (!q_page) {
2408                         __free_page(p_page);
2409                         goto cleanup;
2410                 }
2411                 SetPageUptodate(q_page);
2412         }
2413
2414         atomic_set(&rbio->error, 0);
2415
2416         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2417                 struct page *p;
2418                 void *parity;
2419                 /* first collect one page from each data stripe */
2420                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2421                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2422                         pointers[stripe] = kmap(p);
2423                 }
2424
2425                 /* then add the parity stripe */
2426                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2427
2428                 if (q_stripe != -1) {
2429
2430                         /*
2431                          * raid6, add the qstripe and call the
2432                          * library function to fill in our p/q
2433                          */
2434                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2435
2436                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2437                                                 pointers);
2438                 } else {
2439                         /* raid5 */
2440                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2441                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_SIZE);
2442                 }
2443
2444                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2445                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2446                 parity = kmap(p);
2447                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE))
2448                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_SIZE);
2449                 else
2450                         /* Parity is right, needn't writeback */
2451                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2452                 kunmap(p);
2453
2454                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2455                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2456         }
2457
2458         __free_page(p_page);
2459         if (q_page)
2460                 __free_page(q_page);
2461
2462 writeback:
2463         /*
2464          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2465          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2466          * everything else.
2467          */
2468         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2469                 struct page *page;
2470
2471                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2472                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2473                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2474                 if (ret)
2475                         goto cleanup;
2476         }
2477
2478         if (!is_replace)
2479                 goto submit_write;
2480
2481         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2482                 struct page *page;
2483
2484                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2485                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2486                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2487                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2488                 if (ret)
2489                         goto cleanup;
2490         }
2491
2492 submit_write:
2493         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2494         if (!nr_data) {
2495                 /* Every parity is right */
2496                 rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_OK);
2497                 return;
2498         }
2499
2500         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2501
2502         while (1) {
2503                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2504                 if (!bio)
2505                         break;
2506
2507                 bio->bi_private = rbio;
2508                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
2509                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_WRITE, 0);
2510
2511                 submit_bio(bio);
2512         }
2513         return;
2514
2515 cleanup:
2516         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2517
2518         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2519                 bio_put(bio);
2520 }
2521
2522 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2523 {
2524         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2525                 return 1;
2526         return 0;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2531  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2532  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2533  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2534  * stripes
2535  */
2536 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2537 {
2538         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2539                 goto cleanup;
2540
2541         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2542                 int dfail = 0, failp = -1;
2543
2544                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2545                         dfail++;
2546                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2547                         failp = rbio->faila;
2548
2549                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2550                         dfail++;
2551                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2552                         failp = rbio->failb;
2553
2554                 /*
2555                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2556                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2557                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2558                  */
2559                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2560                         goto cleanup;
2561
2562                 /*
2563                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2564                  * repair the parity.
2565                  */
2566                 if (dfail == 0) {
2567                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2568                         return;
2569                 }
2570
2571                 /*
2572                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2573                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2574                  * is scrubbing parity, luckily, use the other one to repair
2575                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2576                  */
2577                 if (failp != rbio->scrubp)
2578                         goto cleanup;
2579
2580                 __raid_recover_end_io(rbio);
2581         } else {
2582                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2583         }
2584         return;
2585
2586 cleanup:
2587         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2588 }
2589
2590 /*
2591  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2592  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2593  * stripe.
2594  *
2595  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2596  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2597  */
2598 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio)
2599 {
2600         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2601
2602         if (bio->bi_status)
2603                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2604         else
2605                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2606
2607         bio_put(bio);
2608
2609         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2610                 return;
2611
2612         /*
2613          * this will normally call finish_rmw to start our write
2614          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2615          * from parity first
2616          */
2617         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2618 }
2619
2620 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2621 {
2622         int bios_to_read = 0;
2623         struct bio_list bio_list;
2624         int ret;
2625         int pagenr;
2626         int stripe;
2627         struct bio *bio;
2628
2629         bio_list_init(&bio_list);
2630
2631         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2632         if (ret)
2633                 goto cleanup;
2634
2635         atomic_set(&rbio->error, 0);
2636         /*
2637          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2638          * stripe
2639          */
2640         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2641                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2642                         struct page *page;
2643                         /*
2644                          * we want to find all the pages missing from
2645                          * the rbio and read them from the disk.  If
2646                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2647                          * we don't need to read it off the stripe.
2648                          */
2649                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2650                         if (page)
2651                                 continue;
2652
2653                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2654                         /*
2655                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2656                          * page.  If so, be happy and use it
2657                          */
2658                         if (PageUptodate(page))
2659                                 continue;
2660
2661                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2662                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2663                         if (ret)
2664                                 goto cleanup;
2665                 }
2666         }
2667
2668         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2669         if (!bios_to_read) {
2670                 /*
2671                  * this can happen if others have merged with
2672                  * us, it means there is nothing left to read.
2673                  * But if there are missing devices it may not be
2674                  * safe to do the full stripe write yet.
2675                  */
2676                 goto finish;
2677         }
2678
2679         /*
2680          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2681          * not to touch it after that
2682          */
2683         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2684         while (1) {
2685                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2686                 if (!bio)
2687                         break;
2688
2689                 bio->bi_private = rbio;
2690                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2691                 bio_set_op_attrs(bio, REQ_OP_READ, 0);
2692
2693                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio, BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2694
2695                 submit_bio(bio);
2696         }
2697         /* the actual write will happen once the reads are done */
2698         return;
2699
2700 cleanup:
2701         rbio_orig_end_io(rbio, BLK_STS_IOERR);
2702
2703         while ((bio = bio_list_pop(&bio_list)))
2704                 bio_put(bio);
2705
2706         return;
2707
2708 finish:
2709         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2710 }
2711
2712 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2713 {
2714         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2715
2716         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2717         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2718 }
2719
2720 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2721 {
2722         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2723                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2724
2725         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2726 }
2727
2728 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2729 {
2730         if (!lock_stripe_add(rbio))
2731                 async_scrub_parity(rbio);
2732 }
2733
2734 /* The following code is used for dev replace of a missing RAID 5/6 device. */
2735
2736 struct btrfs_raid_bio *
2737 raid56_alloc_missing_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info, struct bio *bio,
2738                           struct btrfs_bio *bbio, u64 length)
2739 {
2740         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2741
2742         rbio = alloc_rbio(fs_info, bbio, length);
2743         if (IS_ERR(rbio))
2744                 return NULL;
2745
2746         rbio->operation = BTRFS_RBIO_REBUILD_MISSING;
2747         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2748         /*
2749          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2750          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2751          */
2752         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2753
2754         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2755         if (rbio->faila == -1) {
2756                 BUG();
2757                 kfree(rbio);
2758                 return NULL;
2759         }
2760
2761         /*
2762          * When we get bbio, we have already increased bio_counter, record it
2763          * so we can free it at rbio_orig_end_io()
2764          */
2765         rbio->generic_bio_cnt = 1;
2766
2767         return rbio;
2768 }
2769
2770 static void missing_raid56_work(struct btrfs_work *work)
2771 {
2772         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2773
2774         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2775         __raid56_parity_recover(rbio);
2776 }
2777
2778 static void async_missing_raid56(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2779 {
2780         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2781                         missing_raid56_work, NULL, NULL);
2782
2783         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
2784 }
2785
2786 void raid56_submit_missing_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2787 {
2788         if (!lock_stripe_add(rbio))
2789                 async_missing_raid56(rbio);
2790 }