Add the rt linux 4.1.3-rt3 as base
[kvmfornfv.git] / kernel / 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/vmalloc.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        = 0,
65         BTRFS_RBIO_READ_REBUILD = 1,
66         BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB = 2,
67 };
68
69 struct btrfs_raid_bio {
70         struct btrfs_fs_info *fs_info;
71         struct btrfs_bio *bbio;
72
73         /* while we're doing rmw on a stripe
74          * we put it into a hash table so we can
75          * lock the stripe and merge more rbios
76          * into it.
77          */
78         struct list_head hash_list;
79
80         /*
81          * LRU list for the stripe cache
82          */
83         struct list_head stripe_cache;
84
85         /*
86          * for scheduling work in the helper threads
87          */
88         struct btrfs_work work;
89
90         /*
91          * bio list and bio_list_lock are used
92          * to add more bios into the stripe
93          * in hopes of avoiding the full rmw
94          */
95         struct bio_list bio_list;
96         spinlock_t bio_list_lock;
97
98         /* also protected by the bio_list_lock, the
99          * plug list is used by the plugging code
100          * to collect partial bios while plugged.  The
101          * stripe locking code also uses it to hand off
102          * the stripe lock to the next pending IO
103          */
104         struct list_head plug_list;
105
106         /*
107          * flags that tell us if it is safe to
108          * merge with this bio
109          */
110         unsigned long flags;
111
112         /* size of each individual stripe on disk */
113         int stripe_len;
114
115         /* number of data stripes (no p/q) */
116         int nr_data;
117
118         int real_stripes;
119
120         int stripe_npages;
121         /*
122          * set if we're doing a parity rebuild
123          * for a read from higher up, which is handled
124          * differently from a parity rebuild as part of
125          * rmw
126          */
127         enum btrfs_rbio_ops operation;
128
129         /* first bad stripe */
130         int faila;
131
132         /* second bad stripe (for raid6 use) */
133         int failb;
134
135         int scrubp;
136         /*
137          * number of pages needed to represent the full
138          * stripe
139          */
140         int nr_pages;
141
142         /*
143          * size of all the bios in the bio_list.  This
144          * helps us decide if the rbio maps to a full
145          * stripe or not
146          */
147         int bio_list_bytes;
148
149         int generic_bio_cnt;
150
151         atomic_t refs;
152
153         atomic_t stripes_pending;
154
155         atomic_t error;
156         /*
157          * these are two arrays of pointers.  We allocate the
158          * rbio big enough to hold them both and setup their
159          * locations when the rbio is allocated
160          */
161
162         /* pointers to pages that we allocated for
163          * reading/writing stripes directly from the disk (including P/Q)
164          */
165         struct page **stripe_pages;
166
167         /*
168          * pointers to the pages in the bio_list.  Stored
169          * here for faster lookup
170          */
171         struct page **bio_pages;
172
173         /*
174          * bitmap to record which horizontal stripe has data
175          */
176         unsigned long *dbitmap;
177 };
178
179 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio);
180 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio);
181 static void rmw_work(struct btrfs_work *work);
182 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work);
183 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio);
184 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio);
185 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio);
186 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed);
187 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio);
188 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
189 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
190
191 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
192                                          int need_check);
193 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio);
194
195 /*
196  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
197  * bios in hopes of making a full stripe
198  */
199 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
200 {
201         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
202         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
203         struct btrfs_stripe_hash *cur;
204         struct btrfs_stripe_hash *h;
205         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
206         int i;
207         int table_size;
208
209         if (info->stripe_hash_table)
210                 return 0;
211
212         /*
213          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
214          * order 7 in case lock debugging is turned on.
215          *
216          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
217          * of a failing mount.
218          */
219         table_size = sizeof(*table) + sizeof(*h) * num_entries;
220         table = kzalloc(table_size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN | __GFP_REPEAT);
221         if (!table) {
222                 table = vzalloc(table_size);
223                 if (!table)
224                         return -ENOMEM;
225         }
226
227         spin_lock_init(&table->cache_lock);
228         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
229
230         h = table->table;
231
232         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
233                 cur = h + i;
234                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
235                 spin_lock_init(&cur->lock);
236                 init_waitqueue_head(&cur->wait);
237         }
238
239         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
240         if (x)
241                 kvfree(x);
242         return 0;
243 }
244
245 /*
246  * caching an rbio means to copy anything from the
247  * bio_pages array into the stripe_pages array.  We
248  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
249  * to indicate if it has valid data
250  *
251  * once the caching is done, we set the cache ready
252  * bit.
253  */
254 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
255 {
256         int i;
257         char *s;
258         char *d;
259         int ret;
260
261         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
262         if (ret)
263                 return;
264
265         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
266                 if (!rbio->bio_pages[i])
267                         continue;
268
269                 s = kmap(rbio->bio_pages[i]);
270                 d = kmap(rbio->stripe_pages[i]);
271
272                 memcpy(d, s, PAGE_CACHE_SIZE);
273
274                 kunmap(rbio->bio_pages[i]);
275                 kunmap(rbio->stripe_pages[i]);
276                 SetPageUptodate(rbio->stripe_pages[i]);
277         }
278         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
279 }
280
281 /*
282  * we hash on the first logical address of the stripe
283  */
284 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
285 {
286         u64 num = rbio->bbio->raid_map[0];
287
288         /*
289          * we shift down quite a bit.  We're using byte
290          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
291          * This tends to upset hash_64, and it consistently
292          * returns just one or two different values.
293          *
294          * shifting off the lower bits fixes things.
295          */
296         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
297 }
298
299 /*
300  * stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe
301  * array in the source rbio and putting them into the destination rbio
302  */
303 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
304 {
305         int i;
306         struct page *s;
307         struct page *d;
308
309         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
310                 return;
311
312         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
313                 s = src->stripe_pages[i];
314                 if (!s || !PageUptodate(s)) {
315                         continue;
316                 }
317
318                 d = dest->stripe_pages[i];
319                 if (d)
320                         __free_page(d);
321
322                 dest->stripe_pages[i] = s;
323                 src->stripe_pages[i] = NULL;
324         }
325 }
326
327 /*
328  * merging means we take the bio_list from the victim and
329  * splice it into the destination.  The victim should
330  * be discarded afterwards.
331  *
332  * must be called with dest->rbio_list_lock held
333  */
334 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
335                        struct btrfs_raid_bio *victim)
336 {
337         bio_list_merge(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
338         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
339         dest->generic_bio_cnt += victim->generic_bio_cnt;
340         bio_list_init(&victim->bio_list);
341 }
342
343 /*
344  * used to prune items that are in the cache.  The caller
345  * must hold the hash table lock.
346  */
347 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
348 {
349         int bucket = rbio_bucket(rbio);
350         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
351         struct btrfs_stripe_hash *h;
352         int freeit = 0;
353
354         /*
355          * check the bit again under the hash table lock.
356          */
357         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
358                 return;
359
360         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
361         h = table->table + bucket;
362
363         /* hold the lock for the bucket because we may be
364          * removing it from the hash table
365          */
366         spin_lock(&h->lock);
367
368         /*
369          * hold the lock for the bio list because we need
370          * to make sure the bio list is empty
371          */
372         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
373
374         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
375                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
376                 table->cache_size -= 1;
377                 freeit = 1;
378
379                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
380                  * still involved in an IO.  We take it out
381                  * of the cache list, and drop the ref that
382                  * was held for the list.
383                  *
384                  * If the bio_list was empty, we also remove
385                  * the rbio from the hash_table, and drop
386                  * the corresponding ref
387                  */
388                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
389                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
390                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
391                                 atomic_dec(&rbio->refs);
392                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
393                         }
394                 }
395         }
396
397         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
398         spin_unlock(&h->lock);
399
400         if (freeit)
401                 __free_raid_bio(rbio);
402 }
403
404 /*
405  * prune a given rbio from the cache
406  */
407 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
408 {
409         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
410         unsigned long flags;
411
412         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
413                 return;
414
415         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
416
417         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
418         __remove_rbio_from_cache(rbio);
419         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
420 }
421
422 /*
423  * remove everything in the cache
424  */
425 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
426 {
427         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
428         unsigned long flags;
429         struct btrfs_raid_bio *rbio;
430
431         table = info->stripe_hash_table;
432
433         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
434         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
435                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
436                                   struct btrfs_raid_bio,
437                                   stripe_cache);
438                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
439         }
440         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
441 }
442
443 /*
444  * remove all cached entries and free the hash table
445  * used by unmount
446  */
447 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
448 {
449         if (!info->stripe_hash_table)
450                 return;
451         btrfs_clear_rbio_cache(info);
452         kvfree(info->stripe_hash_table);
453         info->stripe_hash_table = NULL;
454 }
455
456 /*
457  * insert an rbio into the stripe cache.  It
458  * must have already been prepared by calling
459  * cache_rbio_pages
460  *
461  * If this rbio was already cached, it gets
462  * moved to the front of the lru.
463  *
464  * If the size of the rbio cache is too big, we
465  * prune an item.
466  */
467 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
468 {
469         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
470         unsigned long flags;
471
472         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
473                 return;
474
475         table = rbio->fs_info->stripe_hash_table;
476
477         spin_lock_irqsave(&table->cache_lock, flags);
478         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
479
480         /* bump our ref if we were not in the list before */
481         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
482                 atomic_inc(&rbio->refs);
483
484         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
485                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
486         } else {
487                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
488                 table->cache_size += 1;
489         }
490
491         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
492
493         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
494                 struct btrfs_raid_bio *found;
495
496                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
497                                   struct btrfs_raid_bio,
498                                   stripe_cache);
499
500                 if (found != rbio)
501                         __remove_rbio_from_cache(found);
502         }
503
504         spin_unlock_irqrestore(&table->cache_lock, flags);
505         return;
506 }
507
508 /*
509  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
510  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
511  * loop through.
512  */
513 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
514 {
515         int src_off = 0;
516         int xor_src_cnt = 0;
517         void *dest = pages[src_cnt];
518
519         while(src_cnt > 0) {
520                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
521                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
522
523                 src_cnt -= xor_src_cnt;
524                 src_off += xor_src_cnt;
525         }
526 }
527
528 /*
529  * returns true if the bio list inside this rbio
530  * covers an entire stripe (no rmw required).
531  * Must be called with the bio list lock held, or
532  * at a time when you know it is impossible to add
533  * new bios into the list
534  */
535 static int __rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
536 {
537         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
538         int ret = 1;
539
540         if (size != rbio->nr_data * rbio->stripe_len)
541                 ret = 0;
542
543         BUG_ON(size > rbio->nr_data * rbio->stripe_len);
544         return ret;
545 }
546
547 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
548 {
549         unsigned long flags;
550         int ret;
551
552         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
553         ret = __rbio_is_full(rbio);
554         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
555         return ret;
556 }
557
558 /*
559  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
560  * The merging is safe if the two rbios correspond to
561  * the same stripe and if they are both going in the same
562  * direction (read vs write), and if neither one is
563  * locked for final IO
564  *
565  * The caller is responsible for locking such that
566  * rmw_locked is safe to test
567  */
568 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
569                           struct btrfs_raid_bio *cur)
570 {
571         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
572             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
573                 return 0;
574
575         /*
576          * we can't merge with cached rbios, since the
577          * idea is that when we merge the destination
578          * rbio is going to run our IO for us.  We can
579          * steal from cached rbio's though, other functions
580          * handle that.
581          */
582         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
583             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
584                 return 0;
585
586         if (last->bbio->raid_map[0] !=
587             cur->bbio->raid_map[0])
588                 return 0;
589
590         /* we can't merge with different operations */
591         if (last->operation != cur->operation)
592                 return 0;
593         /*
594          * We've need read the full stripe from the drive.
595          * check and repair the parity and write the new results.
596          *
597          * We're not allowed to add any new bios to the
598          * bio list here, anyone else that wants to
599          * change this stripe needs to do their own rmw.
600          */
601         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB ||
602             cur->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
603                 return 0;
604
605         return 1;
606 }
607
608 /*
609  * helper to index into the pstripe
610  */
611 static struct page *rbio_pstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
612 {
613         index += (rbio->nr_data * rbio->stripe_len) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
614         return rbio->stripe_pages[index];
615 }
616
617 /*
618  * helper to index into the qstripe, returns null
619  * if there is no qstripe
620  */
621 static struct page *rbio_qstripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int index)
622 {
623         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
624                 return NULL;
625
626         index += ((rbio->nr_data + 1) * rbio->stripe_len) >>
627                 PAGE_CACHE_SHIFT;
628         return rbio->stripe_pages[index];
629 }
630
631 /*
632  * The first stripe in the table for a logical address
633  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
634  *
635  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
636  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
637  * themselves.
638  *
639  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
640  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
641  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
642  *
643  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
644  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
645  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
646  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
647  * 1 is returned
648  *
649  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
650  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
651  * already been freed.
652  */
653 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
654 {
655         int bucket = rbio_bucket(rbio);
656         struct btrfs_stripe_hash *h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
657         struct btrfs_raid_bio *cur;
658         struct btrfs_raid_bio *pending;
659         unsigned long flags;
660         DEFINE_WAIT(wait);
661         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
662         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
663         int ret = 0;
664         int walk = 0;
665
666         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
667         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
668                 walk++;
669                 if (cur->bbio->raid_map[0] == rbio->bbio->raid_map[0]) {
670                         spin_lock(&cur->bio_list_lock);
671
672                         /* can we steal this cached rbio's pages? */
673                         if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
674                             list_empty(&cur->plug_list) &&
675                             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
676                             !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
677                                 list_del_init(&cur->hash_list);
678                                 atomic_dec(&cur->refs);
679
680                                 steal_rbio(cur, rbio);
681                                 cache_drop = cur;
682                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
683
684                                 goto lockit;
685                         }
686
687                         /* can we merge into the lock owner? */
688                         if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
689                                 merge_rbio(cur, rbio);
690                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
691                                 freeit = rbio;
692                                 ret = 1;
693                                 goto out;
694                         }
695
696
697                         /*
698                          * we couldn't merge with the running
699                          * rbio, see if we can merge with the
700                          * pending ones.  We don't have to
701                          * check for rmw_locked because there
702                          * is no way they are inside finish_rmw
703                          * right now
704                          */
705                         list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list,
706                                             plug_list) {
707                                 if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
708                                         merge_rbio(pending, rbio);
709                                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
710                                         freeit = rbio;
711                                         ret = 1;
712                                         goto out;
713                                 }
714                         }
715
716                         /* no merging, put us on the tail of the plug list,
717                          * our rbio will be started with the currently
718                          * running rbio unlocks
719                          */
720                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
721                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
722                         ret = 1;
723                         goto out;
724                 }
725         }
726 lockit:
727         atomic_inc(&rbio->refs);
728         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
729 out:
730         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
731         if (cache_drop)
732                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
733         if (freeit)
734                 __free_raid_bio(freeit);
735         return ret;
736 }
737
738 /*
739  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
740  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
741  */
742 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
743 {
744         int bucket;
745         struct btrfs_stripe_hash *h;
746         unsigned long flags;
747         int keep_cache = 0;
748
749         bucket = rbio_bucket(rbio);
750         h = rbio->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
751
752         if (list_empty(&rbio->plug_list))
753                 cache_rbio(rbio);
754
755         spin_lock_irqsave(&h->lock, flags);
756         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
757
758         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
759                 /*
760                  * if we're still cached and there is no other IO
761                  * to perform, just leave this rbio here for others
762                  * to steal from later
763                  */
764                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
765                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
766                         keep_cache = 1;
767                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
768                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
769                         goto done;
770                 }
771
772                 list_del_init(&rbio->hash_list);
773                 atomic_dec(&rbio->refs);
774
775                 /*
776                  * we use the plug list to hold all the rbios
777                  * waiting for the chance to lock this stripe.
778                  * hand the lock over to one of them.
779                  */
780                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
781                         struct btrfs_raid_bio *next;
782                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
783
784                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
785                                           plug_list);
786
787                         list_del_init(&rbio->plug_list);
788
789                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
790                         atomic_inc(&next->refs);
791                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
792                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
793
794                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
795                                 async_read_rebuild(next);
796                         else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
797                                 steal_rbio(rbio, next);
798                                 async_rmw_stripe(next);
799                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
800                                 steal_rbio(rbio, next);
801                                 async_scrub_parity(next);
802                         }
803
804                         goto done_nolock;
805                 } else  if (waitqueue_active(&h->wait)) {
806                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
807                         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
808                         wake_up(&h->wait);
809                         goto done_nolock;
810                 }
811         }
812 done:
813         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
814         spin_unlock_irqrestore(&h->lock, flags);
815
816 done_nolock:
817         if (!keep_cache)
818                 remove_rbio_from_cache(rbio);
819 }
820
821 static void __free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
822 {
823         int i;
824
825         WARN_ON(atomic_read(&rbio->refs) < 0);
826         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->refs))
827                 return;
828
829         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
830         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
831         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
832
833         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
834                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
835                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
836                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
837                 }
838         }
839
840         btrfs_put_bbio(rbio->bbio);
841         kfree(rbio);
842 }
843
844 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
845 {
846         unlock_stripe(rbio);
847         __free_raid_bio(rbio);
848 }
849
850 /*
851  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
852  * bio_list and calls end_io on them
853  */
854 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, int err, int uptodate)
855 {
856         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
857         struct bio *next;
858
859         if (rbio->generic_bio_cnt)
860                 btrfs_bio_counter_sub(rbio->fs_info, rbio->generic_bio_cnt);
861
862         free_raid_bio(rbio);
863
864         while (cur) {
865                 next = cur->bi_next;
866                 cur->bi_next = NULL;
867                 if (uptodate)
868                         set_bit(BIO_UPTODATE, &cur->bi_flags);
869                 bio_endio(cur, err);
870                 cur = next;
871         }
872 }
873
874 /*
875  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
876  * get here, we've written a full stripe
877  */
878 static void raid_write_end_io(struct bio *bio, int err)
879 {
880         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
881
882         if (err)
883                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
884
885         bio_put(bio);
886
887         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
888                 return;
889
890         err = 0;
891
892         /* OK, we have read all the stripes we need to. */
893         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
894                 err = -EIO;
895
896         rbio_orig_end_io(rbio, err, 0);
897         return;
898 }
899
900 /*
901  * the read/modify/write code wants to use the original bio for
902  * any pages it included, and then use the rbio for everything
903  * else.  This function decides if a given index (stripe number)
904  * and page number in that stripe fall inside the original bio
905  * or the rbio.
906  *
907  * if you set bio_list_only, you'll get a NULL back for any ranges
908  * that are outside the bio_list
909  *
910  * This doesn't take any refs on anything, you get a bare page pointer
911  * and the caller must bump refs as required.
912  *
913  * You must call index_rbio_pages once before you can trust
914  * the answers from this function.
915  */
916 static struct page *page_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
917                                  int index, int pagenr, int bio_list_only)
918 {
919         int chunk_page;
920         struct page *p = NULL;
921
922         chunk_page = index * (rbio->stripe_len >> PAGE_SHIFT) + pagenr;
923
924         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
925         p = rbio->bio_pages[chunk_page];
926         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
927
928         if (p || bio_list_only)
929                 return p;
930
931         return rbio->stripe_pages[chunk_page];
932 }
933
934 /*
935  * number of pages we need for the entire stripe across all the
936  * drives
937  */
938 static unsigned long rbio_nr_pages(unsigned long stripe_len, int nr_stripes)
939 {
940         unsigned long nr = stripe_len * nr_stripes;
941         return DIV_ROUND_UP(nr, PAGE_CACHE_SIZE);
942 }
943
944 /*
945  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
946  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
947  */
948 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_root *root,
949                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
950 {
951         struct btrfs_raid_bio *rbio;
952         int nr_data = 0;
953         int real_stripes = bbio->num_stripes - bbio->num_tgtdevs;
954         int num_pages = rbio_nr_pages(stripe_len, real_stripes);
955         int stripe_npages = DIV_ROUND_UP(stripe_len, PAGE_SIZE);
956         void *p;
957
958         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio) + num_pages * sizeof(struct page *) * 2 +
959                        DIV_ROUND_UP(stripe_npages, BITS_PER_LONG / 8),
960                         GFP_NOFS);
961         if (!rbio)
962                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
963
964         bio_list_init(&rbio->bio_list);
965         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
966         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
967         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
968         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
969         rbio->bbio = bbio;
970         rbio->fs_info = root->fs_info;
971         rbio->stripe_len = stripe_len;
972         rbio->nr_pages = num_pages;
973         rbio->real_stripes = real_stripes;
974         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
975         rbio->faila = -1;
976         rbio->failb = -1;
977         atomic_set(&rbio->refs, 1);
978         atomic_set(&rbio->error, 0);
979         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
980
981         /*
982          * the stripe_pages and bio_pages array point to the extra
983          * memory we allocated past the end of the rbio
984          */
985         p = rbio + 1;
986         rbio->stripe_pages = p;
987         rbio->bio_pages = p + sizeof(struct page *) * num_pages;
988         rbio->dbitmap = p + sizeof(struct page *) * num_pages * 2;
989
990         if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
991                 nr_data = real_stripes - 1;
992         else if (bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
993                 nr_data = real_stripes - 2;
994         else
995                 BUG();
996
997         rbio->nr_data = nr_data;
998         return rbio;
999 }
1000
1001 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1002 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1003 {
1004         int i;
1005         struct page *page;
1006
1007         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
1008                 if (rbio->stripe_pages[i])
1009                         continue;
1010                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1011                 if (!page)
1012                         return -ENOMEM;
1013                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1014                 ClearPageUptodate(page);
1015         }
1016         return 0;
1017 }
1018
1019 /* allocate pages for just the p/q stripes */
1020 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1021 {
1022         int i;
1023         struct page *page;
1024
1025         i = (rbio->nr_data * rbio->stripe_len) >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1026
1027         for (; i < rbio->nr_pages; i++) {
1028                 if (rbio->stripe_pages[i])
1029                         continue;
1030                 page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
1031                 if (!page)
1032                         return -ENOMEM;
1033                 rbio->stripe_pages[i] = page;
1034         }
1035         return 0;
1036 }
1037
1038 /*
1039  * add a single page from a specific stripe into our list of bios for IO
1040  * this will try to merge into existing bios if possible, and returns
1041  * zero if all went well.
1042  */
1043 static int rbio_add_io_page(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1044                             struct bio_list *bio_list,
1045                             struct page *page,
1046                             int stripe_nr,
1047                             unsigned long page_index,
1048                             unsigned long bio_max_len)
1049 {
1050         struct bio *last = bio_list->tail;
1051         u64 last_end = 0;
1052         int ret;
1053         struct bio *bio;
1054         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1055         u64 disk_start;
1056
1057         stripe = &rbio->bbio->stripes[stripe_nr];
1058         disk_start = stripe->physical + (page_index << PAGE_CACHE_SHIFT);
1059
1060         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1061         if (!stripe->dev->bdev)
1062                 return fail_rbio_index(rbio, stripe_nr);
1063
1064         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1065         if (last) {
1066                 last_end = (u64)last->bi_iter.bi_sector << 9;
1067                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1068
1069                 /*
1070                  * we can't merge these if they are from different
1071                  * devices or if they are not contiguous
1072                  */
1073                 if (last_end == disk_start && stripe->dev->bdev &&
1074                     test_bit(BIO_UPTODATE, &last->bi_flags) &&
1075                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1076                         ret = bio_add_page(last, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0);
1077                         if (ret == PAGE_CACHE_SIZE)
1078                                 return 0;
1079                 }
1080         }
1081
1082         /* put a new bio on the list */
1083         bio = btrfs_io_bio_alloc(GFP_NOFS, bio_max_len >> PAGE_SHIFT?:1);
1084         if (!bio)
1085                 return -ENOMEM;
1086
1087         bio->bi_iter.bi_size = 0;
1088         bio->bi_bdev = stripe->dev->bdev;
1089         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> 9;
1090         set_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags);
1091
1092         bio_add_page(bio, page, PAGE_CACHE_SIZE, 0);
1093         bio_list_add(bio_list, bio);
1094         return 0;
1095 }
1096
1097 /*
1098  * while we're doing the read/modify/write cycle, we could
1099  * have errors in reading pages off the disk.  This checks
1100  * for errors and if we're not able to read the page it'll
1101  * trigger parity reconstruction.  The rmw will be finished
1102  * after we've reconstructed the failed stripes
1103  */
1104 static void validate_rbio_for_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1105 {
1106         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
1107                 BUG_ON(rbio->faila == rbio->real_stripes - 1);
1108                 __raid56_parity_recover(rbio);
1109         } else {
1110                 finish_rmw(rbio);
1111         }
1112 }
1113
1114 /*
1115  * these are just the pages from the rbio array, not from anything
1116  * the FS sent down to us
1117  */
1118 static struct page *rbio_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe, int page)
1119 {
1120         int index;
1121         index = stripe * (rbio->stripe_len >> PAGE_CACHE_SHIFT);
1122         index += page;
1123         return rbio->stripe_pages[index];
1124 }
1125
1126 /*
1127  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1128  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1129  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1130  * reconstruction.
1131  *
1132  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1133  */
1134 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1135 {
1136         struct bio *bio;
1137         u64 start;
1138         unsigned long stripe_offset;
1139         unsigned long page_index;
1140         struct page *p;
1141         int i;
1142
1143         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1144         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list) {
1145                 start = (u64)bio->bi_iter.bi_sector << 9;
1146                 stripe_offset = start - rbio->bbio->raid_map[0];
1147                 page_index = stripe_offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1148
1149                 for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1150                         p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1151                         rbio->bio_pages[page_index + i] = p;
1152                 }
1153         }
1154         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1155 }
1156
1157 /*
1158  * this is called from one of two situations.  We either
1159  * have a full stripe from the higher layers, or we've read all
1160  * the missing bits off disk.
1161  *
1162  * This will calculate the parity and then send down any
1163  * changed blocks.
1164  */
1165 static noinline void finish_rmw(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1166 {
1167         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
1168         void *pointers[rbio->real_stripes];
1169         int stripe_len = rbio->stripe_len;
1170         int nr_data = rbio->nr_data;
1171         int stripe;
1172         int pagenr;
1173         int p_stripe = -1;
1174         int q_stripe = -1;
1175         struct bio_list bio_list;
1176         struct bio *bio;
1177         int pages_per_stripe = stripe_len >> PAGE_CACHE_SHIFT;
1178         int ret;
1179
1180         bio_list_init(&bio_list);
1181
1182         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
1183                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1184         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
1185                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
1186                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
1187         } else {
1188                 BUG();
1189         }
1190
1191         /* at this point we either have a full stripe,
1192          * or we've read the full stripe from the drive.
1193          * recalculate the parity and write the new results.
1194          *
1195          * We're not allowed to add any new bios to the
1196          * bio list here, anyone else that wants to
1197          * change this stripe needs to do their own rmw.
1198          */
1199         spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1200         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1201         spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1202
1203         atomic_set(&rbio->error, 0);
1204
1205         /*
1206          * now that we've set rmw_locked, run through the
1207          * bio list one last time and map the page pointers
1208          *
1209          * We don't cache full rbios because we're assuming
1210          * the higher layers are unlikely to use this area of
1211          * the disk again soon.  If they do use it again,
1212          * hopefully they will send another full bio.
1213          */
1214         index_rbio_pages(rbio);
1215         if (!rbio_is_full(rbio))
1216                 cache_rbio_pages(rbio);
1217         else
1218                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1219
1220         for (pagenr = 0; pagenr < pages_per_stripe; pagenr++) {
1221                 struct page *p;
1222                 /* first collect one page from each data stripe */
1223                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
1224                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1225                         pointers[stripe] = kmap(p);
1226                 }
1227
1228                 /* then add the parity stripe */
1229                 p = rbio_pstripe_page(rbio, pagenr);
1230                 SetPageUptodate(p);
1231                 pointers[stripe++] = kmap(p);
1232
1233                 if (q_stripe != -1) {
1234
1235                         /*
1236                          * raid6, add the qstripe and call the
1237                          * library function to fill in our p/q
1238                          */
1239                         p = rbio_qstripe_page(rbio, pagenr);
1240                         SetPageUptodate(p);
1241                         pointers[stripe++] = kmap(p);
1242
1243                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
1244                                                 pointers);
1245                 } else {
1246                         /* raid5 */
1247                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
1248                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_CACHE_SIZE);
1249                 }
1250
1251
1252                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
1253                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
1254         }
1255
1256         /*
1257          * time to start writing.  Make bios for everything from the
1258          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
1259          * everything else.
1260          */
1261         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1262                 for (pagenr = 0; pagenr < pages_per_stripe; pagenr++) {
1263                         struct page *page;
1264                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1265                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1266                                 if (!page)
1267                                         continue;
1268                         } else {
1269                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1270                         }
1271
1272                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
1273                                        page, stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1274                         if (ret)
1275                                 goto cleanup;
1276                 }
1277         }
1278
1279         if (likely(!bbio->num_tgtdevs))
1280                 goto write_data;
1281
1282         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1283                 if (!bbio->tgtdev_map[stripe])
1284                         continue;
1285
1286                 for (pagenr = 0; pagenr < pages_per_stripe; pagenr++) {
1287                         struct page *page;
1288                         if (stripe < rbio->nr_data) {
1289                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1290                                 if (!page)
1291                                         continue;
1292                         } else {
1293                                page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1294                         }
1295
1296                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1297                                                rbio->bbio->tgtdev_map[stripe],
1298                                                pagenr, rbio->stripe_len);
1299                         if (ret)
1300                                 goto cleanup;
1301                 }
1302         }
1303
1304 write_data:
1305         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(&bio_list));
1306         BUG_ON(atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1307
1308         while (1) {
1309                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1310                 if (!bio)
1311                         break;
1312
1313                 bio->bi_private = rbio;
1314                 bio->bi_end_io = raid_write_end_io;
1315                 BUG_ON(!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags));
1316                 submit_bio(WRITE, bio);
1317         }
1318         return;
1319
1320 cleanup:
1321         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
1322 }
1323
1324 /*
1325  * helper to find the stripe number for a given bio.  Used to figure out which
1326  * stripe has failed.  This expects the bio to correspond to a physical disk,
1327  * so it looks up based on physical sector numbers.
1328  */
1329 static int find_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1330                            struct bio *bio)
1331 {
1332         u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector;
1333         u64 stripe_start;
1334         int i;
1335         struct btrfs_bio_stripe *stripe;
1336
1337         physical <<= 9;
1338
1339         for (i = 0; i < rbio->bbio->num_stripes; i++) {
1340                 stripe = &rbio->bbio->stripes[i];
1341                 stripe_start = stripe->physical;
1342                 if (physical >= stripe_start &&
1343                     physical < stripe_start + rbio->stripe_len &&
1344                     bio->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1345                         return i;
1346                 }
1347         }
1348         return -1;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * helper to find the stripe number for a given
1353  * bio (before mapping).  Used to figure out which stripe has
1354  * failed.  This looks up based on logical block numbers.
1355  */
1356 static int find_logical_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1357                                    struct bio *bio)
1358 {
1359         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector;
1360         u64 stripe_start;
1361         int i;
1362
1363         logical <<= 9;
1364
1365         for (i = 0; i < rbio->nr_data; i++) {
1366                 stripe_start = rbio->bbio->raid_map[i];
1367                 if (logical >= stripe_start &&
1368                     logical < stripe_start + rbio->stripe_len) {
1369                         return i;
1370                 }
1371         }
1372         return -1;
1373 }
1374
1375 /*
1376  * returns -EIO if we had too many failures
1377  */
1378 static int fail_rbio_index(struct btrfs_raid_bio *rbio, int failed)
1379 {
1380         unsigned long flags;
1381         int ret = 0;
1382
1383         spin_lock_irqsave(&rbio->bio_list_lock, flags);
1384
1385         /* we already know this stripe is bad, move on */
1386         if (rbio->faila == failed || rbio->failb == failed)
1387                 goto out;
1388
1389         if (rbio->faila == -1) {
1390                 /* first failure on this rbio */
1391                 rbio->faila = failed;
1392                 atomic_inc(&rbio->error);
1393         } else if (rbio->failb == -1) {
1394                 /* second failure on this rbio */
1395                 rbio->failb = failed;
1396                 atomic_inc(&rbio->error);
1397         } else {
1398                 ret = -EIO;
1399         }
1400 out:
1401         spin_unlock_irqrestore(&rbio->bio_list_lock, flags);
1402
1403         return ret;
1404 }
1405
1406 /*
1407  * helper to fail a stripe based on a physical disk
1408  * bio.
1409  */
1410 static int fail_bio_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1411                            struct bio *bio)
1412 {
1413         int failed = find_bio_stripe(rbio, bio);
1414
1415         if (failed < 0)
1416                 return -EIO;
1417
1418         return fail_rbio_index(rbio, failed);
1419 }
1420
1421 /*
1422  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1423  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1424  */
1425 static void set_bio_pages_uptodate(struct bio *bio)
1426 {
1427         int i;
1428         struct page *p;
1429
1430         for (i = 0; i < bio->bi_vcnt; i++) {
1431                 p = bio->bi_io_vec[i].bv_page;
1432                 SetPageUptodate(p);
1433         }
1434 }
1435
1436 /*
1437  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
1438  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
1439  * stripe.
1440  *
1441  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
1442  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
1443  */
1444 static void raid_rmw_end_io(struct bio *bio, int err)
1445 {
1446         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1447
1448         if (err)
1449                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1450         else
1451                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1452
1453         bio_put(bio);
1454
1455         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1456                 return;
1457
1458         err = 0;
1459         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
1460                 goto cleanup;
1461
1462         /*
1463          * this will normally call finish_rmw to start our write
1464          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
1465          * from parity first
1466          */
1467         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1468         return;
1469
1470 cleanup:
1471
1472         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
1473 }
1474
1475 static void async_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1476 {
1477         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1478                         rmw_work, NULL, NULL);
1479
1480         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1481                          &rbio->work);
1482 }
1483
1484 static void async_read_rebuild(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1485 {
1486         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
1487                         read_rebuild_work, NULL, NULL);
1488
1489         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
1490                          &rbio->work);
1491 }
1492
1493 /*
1494  * the stripe must be locked by the caller.  It will
1495  * unlock after all the writes are done
1496  */
1497 static int raid56_rmw_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1498 {
1499         int bios_to_read = 0;
1500         struct bio_list bio_list;
1501         int ret;
1502         int nr_pages = DIV_ROUND_UP(rbio->stripe_len, PAGE_CACHE_SIZE);
1503         int pagenr;
1504         int stripe;
1505         struct bio *bio;
1506
1507         bio_list_init(&bio_list);
1508
1509         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
1510         if (ret)
1511                 goto cleanup;
1512
1513         index_rbio_pages(rbio);
1514
1515         atomic_set(&rbio->error, 0);
1516         /*
1517          * build a list of bios to read all the missing parts of this
1518          * stripe
1519          */
1520         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1521                 for (pagenr = 0; pagenr < nr_pages; pagenr++) {
1522                         struct page *page;
1523                         /*
1524                          * we want to find all the pages missing from
1525                          * the rbio and read them from the disk.  If
1526                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
1527                          * we don't need to read it off the stripe.
1528                          */
1529                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
1530                         if (page)
1531                                 continue;
1532
1533                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1534                         /*
1535                          * the bio cache may have handed us an uptodate
1536                          * page.  If so, be happy and use it
1537                          */
1538                         if (PageUptodate(page))
1539                                 continue;
1540
1541                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
1542                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
1543                         if (ret)
1544                                 goto cleanup;
1545                 }
1546         }
1547
1548         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
1549         if (!bios_to_read) {
1550                 /*
1551                  * this can happen if others have merged with
1552                  * us, it means there is nothing left to read.
1553                  * But if there are missing devices it may not be
1554                  * safe to do the full stripe write yet.
1555                  */
1556                 goto finish;
1557         }
1558
1559         /*
1560          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
1561          * not to touch it after that
1562          */
1563         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
1564         while (1) {
1565                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
1566                 if (!bio)
1567                         break;
1568
1569                 bio->bi_private = rbio;
1570                 bio->bi_end_io = raid_rmw_end_io;
1571
1572                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
1573                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
1574
1575                 BUG_ON(!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags));
1576                 submit_bio(READ, bio);
1577         }
1578         /* the actual write will happen once the reads are done */
1579         return 0;
1580
1581 cleanup:
1582         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
1583         return -EIO;
1584
1585 finish:
1586         validate_rbio_for_rmw(rbio);
1587         return 0;
1588 }
1589
1590 /*
1591  * if the upper layers pass in a full stripe, we thank them by only allocating
1592  * enough pages to hold the parity, and sending it all down quickly.
1593  */
1594 static int full_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1595 {
1596         int ret;
1597
1598         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
1599         if (ret) {
1600                 __free_raid_bio(rbio);
1601                 return ret;
1602         }
1603
1604         ret = lock_stripe_add(rbio);
1605         if (ret == 0)
1606                 finish_rmw(rbio);
1607         return 0;
1608 }
1609
1610 /*
1611  * partial stripe writes get handed over to async helpers.
1612  * We're really hoping to merge a few more writes into this
1613  * rbio before calculating new parity
1614  */
1615 static int partial_stripe_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1616 {
1617         int ret;
1618
1619         ret = lock_stripe_add(rbio);
1620         if (ret == 0)
1621                 async_rmw_stripe(rbio);
1622         return 0;
1623 }
1624
1625 /*
1626  * sometimes while we were reading from the drive to
1627  * recalculate parity, enough new bios come into create
1628  * a full stripe.  So we do a check here to see if we can
1629  * go directly to finish_rmw
1630  */
1631 static int __raid56_parity_write(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1632 {
1633         /* head off into rmw land if we don't have a full stripe */
1634         if (!rbio_is_full(rbio))
1635                 return partial_stripe_write(rbio);
1636         return full_stripe_write(rbio);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1641  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1642  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1643  * we sort the list by logical block number and merge
1644  * everything we can into the same rbios
1645  */
1646 struct btrfs_plug_cb {
1647         struct blk_plug_cb cb;
1648         struct btrfs_fs_info *info;
1649         struct list_head rbio_list;
1650         struct btrfs_work work;
1651 };
1652
1653 /*
1654  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1655  */
1656 static int plug_cmp(void *priv, struct list_head *a, struct list_head *b)
1657 {
1658         struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1659                                                  plug_list);
1660         struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1661                                                  plug_list);
1662         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1663         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1664
1665         if (a_sector < b_sector)
1666                 return -1;
1667         if (a_sector > b_sector)
1668                 return 1;
1669         return 0;
1670 }
1671
1672 static void run_plug(struct btrfs_plug_cb *plug)
1673 {
1674         struct btrfs_raid_bio *cur;
1675         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1676
1677         /*
1678          * sort our plug list then try to merge
1679          * everything we can in hopes of creating full
1680          * stripes.
1681          */
1682         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1683         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1684                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1685                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1686                 list_del_init(&cur->plug_list);
1687
1688                 if (rbio_is_full(cur)) {
1689                         /* we have a full stripe, send it down */
1690                         full_stripe_write(cur);
1691                         continue;
1692                 }
1693                 if (last) {
1694                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1695                                 merge_rbio(last, cur);
1696                                 __free_raid_bio(cur);
1697                                 continue;
1698
1699                         }
1700                         __raid56_parity_write(last);
1701                 }
1702                 last = cur;
1703         }
1704         if (last) {
1705                 __raid56_parity_write(last);
1706         }
1707         kfree(plug);
1708 }
1709
1710 /*
1711  * if the unplug comes from schedule, we have to push the
1712  * work off to a helper thread
1713  */
1714 static void unplug_work(struct btrfs_work *work)
1715 {
1716         struct btrfs_plug_cb *plug;
1717         plug = container_of(work, struct btrfs_plug_cb, work);
1718         run_plug(plug);
1719 }
1720
1721 static void btrfs_raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1722 {
1723         struct btrfs_plug_cb *plug;
1724         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1725
1726         if (from_schedule) {
1727                 btrfs_init_work(&plug->work, btrfs_rmw_helper,
1728                                 unplug_work, NULL, NULL);
1729                 btrfs_queue_work(plug->info->rmw_workers,
1730                                  &plug->work);
1731                 return;
1732         }
1733         run_plug(plug);
1734 }
1735
1736 /*
1737  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1738  */
1739 int raid56_parity_write(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
1740                         struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len)
1741 {
1742         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1743         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1744         struct blk_plug_cb *cb;
1745         int ret;
1746
1747         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
1748         if (IS_ERR(rbio)) {
1749                 btrfs_put_bbio(bbio);
1750                 return PTR_ERR(rbio);
1751         }
1752         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
1753         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
1754         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1755
1756         btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
1757         rbio->generic_bio_cnt = 1;
1758
1759         /*
1760          * don't plug on full rbios, just get them out the door
1761          * as quickly as we can
1762          */
1763         if (rbio_is_full(rbio)) {
1764                 ret = full_stripe_write(rbio);
1765                 if (ret)
1766                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1767                 return ret;
1768         }
1769
1770         cb = blk_check_plugged(btrfs_raid_unplug, root->fs_info,
1771                                sizeof(*plug));
1772         if (cb) {
1773                 plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1774                 if (!plug->info) {
1775                         plug->info = root->fs_info;
1776                         INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1777                 }
1778                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1779                 ret = 0;
1780         } else {
1781                 ret = __raid56_parity_write(rbio);
1782                 if (ret)
1783                         btrfs_bio_counter_dec(root->fs_info);
1784         }
1785         return ret;
1786 }
1787
1788 /*
1789  * all parity reconstruction happens here.  We've read in everything
1790  * we can find from the drives and this does the heavy lifting of
1791  * sorting the good from the bad.
1792  */
1793 static void __raid_recover_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1794 {
1795         int pagenr, stripe;
1796         void **pointers;
1797         int faila = -1, failb = -1;
1798         int nr_pages = DIV_ROUND_UP(rbio->stripe_len, PAGE_CACHE_SIZE);
1799         struct page *page;
1800         int err;
1801         int i;
1802
1803         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1804         if (!pointers) {
1805                 err = -ENOMEM;
1806                 goto cleanup_io;
1807         }
1808
1809         faila = rbio->faila;
1810         failb = rbio->failb;
1811
1812         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1813                 spin_lock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1814                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
1815                 spin_unlock_irq(&rbio->bio_list_lock);
1816         }
1817
1818         index_rbio_pages(rbio);
1819
1820         for (pagenr = 0; pagenr < nr_pages; pagenr++) {
1821                 /*
1822                  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1823                  * which we have data when doing parity scrub.
1824                  */
1825                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1826                     !test_bit(pagenr, rbio->dbitmap))
1827                         continue;
1828
1829                 /* setup our array of pointers with pages
1830                  * from each stripe
1831                  */
1832                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1833                         /*
1834                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1835                          * pages from the bio list
1836                          */
1837                         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD &&
1838                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1839                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1840                         } else {
1841                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1842                         }
1843                         pointers[stripe] = kmap(page);
1844                 }
1845
1846                 /* all raid6 handling here */
1847                 if (rbio->bbio->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1848                         /*
1849                          * single failure, rebuild from parity raid5
1850                          * style
1851                          */
1852                         if (failb < 0) {
1853                                 if (faila == rbio->nr_data) {
1854                                         /*
1855                                          * Just the P stripe has failed, without
1856                                          * a bad data or Q stripe.
1857                                          * TODO, we should redo the xor here.
1858                                          */
1859                                         err = -EIO;
1860                                         goto cleanup;
1861                                 }
1862                                 /*
1863                                  * a single failure in raid6 is rebuilt
1864                                  * in the pstripe code below
1865                                  */
1866                                 goto pstripe;
1867                         }
1868
1869                         /* make sure our ps and qs are in order */
1870                         if (faila > failb) {
1871                                 int tmp = failb;
1872                                 failb = faila;
1873                                 faila = tmp;
1874                         }
1875
1876                         /* if the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction
1877                          * from the xors.
1878                          * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1879                          * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1880                          * data they want
1881                          */
1882                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID6_Q_STRIPE) {
1883                                 if (rbio->bbio->raid_map[faila] ==
1884                                     RAID5_P_STRIPE) {
1885                                         err = -EIO;
1886                                         goto cleanup;
1887                                 }
1888                                 /*
1889                                  * otherwise we have one bad data stripe and
1890                                  * a good P stripe.  raid5!
1891                                  */
1892                                 goto pstripe;
1893                         }
1894
1895                         if (rbio->bbio->raid_map[failb] == RAID5_P_STRIPE) {
1896                                 raid6_datap_recov(rbio->real_stripes,
1897                                                   PAGE_SIZE, faila, pointers);
1898                         } else {
1899                                 raid6_2data_recov(rbio->real_stripes,
1900                                                   PAGE_SIZE, faila, failb,
1901                                                   pointers);
1902                         }
1903                 } else {
1904                         void *p;
1905
1906                         /* rebuild from P stripe here (raid5 or raid6) */
1907                         BUG_ON(failb != -1);
1908 pstripe:
1909                         /* Copy parity block into failed block to start with */
1910                         memcpy(pointers[faila],
1911                                pointers[rbio->nr_data],
1912                                PAGE_CACHE_SIZE);
1913
1914                         /* rearrange the pointer array */
1915                         p = pointers[faila];
1916                         for (stripe = faila; stripe < rbio->nr_data - 1; stripe++)
1917                                 pointers[stripe] = pointers[stripe + 1];
1918                         pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1919
1920                         /* xor in the rest */
1921                         run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, PAGE_CACHE_SIZE);
1922                 }
1923                 /* if we're doing this rebuild as part of an rmw, go through
1924                  * and set all of our private rbio pages in the
1925                  * failed stripes as uptodate.  This way finish_rmw will
1926                  * know they can be trusted.  If this was a read reconstruction,
1927                  * other endio functions will fiddle the uptodate bits
1928                  */
1929                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
1930                         for (i = 0;  i < nr_pages; i++) {
1931                                 if (faila != -1) {
1932                                         page = rbio_stripe_page(rbio, faila, i);
1933                                         SetPageUptodate(page);
1934                                 }
1935                                 if (failb != -1) {
1936                                         page = rbio_stripe_page(rbio, failb, i);
1937                                         SetPageUptodate(page);
1938                                 }
1939                         }
1940                 }
1941                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
1942                         /*
1943                          * if we're rebuilding a read, we have to use
1944                          * pages from the bio list
1945                          */
1946                         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD &&
1947                             (stripe == faila || stripe == failb)) {
1948                                 page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
1949                         } else {
1950                                 page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
1951                         }
1952                         kunmap(page);
1953                 }
1954         }
1955
1956         err = 0;
1957 cleanup:
1958         kfree(pointers);
1959
1960 cleanup_io:
1961         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1962                 if (err == 0)
1963                         cache_rbio_pages(rbio);
1964                 else
1965                         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
1966
1967                 rbio_orig_end_io(rbio, err, err == 0);
1968         } else if (err == 0) {
1969                 rbio->faila = -1;
1970                 rbio->failb = -1;
1971
1972                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_WRITE)
1973                         finish_rmw(rbio);
1974                 else if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
1975                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
1976                 else
1977                         BUG();
1978         } else {
1979                 rbio_orig_end_io(rbio, err, 0);
1980         }
1981 }
1982
1983 /*
1984  * This is called only for stripes we've read from disk to
1985  * reconstruct the parity.
1986  */
1987 static void raid_recover_end_io(struct bio *bio, int err)
1988 {
1989         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1990
1991         /*
1992          * we only read stripe pages off the disk, set them
1993          * up to date if there were no errors
1994          */
1995         if (err)
1996                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
1997         else
1998                 set_bio_pages_uptodate(bio);
1999         bio_put(bio);
2000
2001         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2002                 return;
2003
2004         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2005                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
2006         else
2007                 __raid_recover_end_io(rbio);
2008 }
2009
2010 /*
2011  * reads everything we need off the disk to reconstruct
2012  * the parity. endio handlers trigger final reconstruction
2013  * when the IO is done.
2014  *
2015  * This is used both for reads from the higher layers and for
2016  * parity construction required to finish a rmw cycle.
2017  */
2018 static int __raid56_parity_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2019 {
2020         int bios_to_read = 0;
2021         struct bio_list bio_list;
2022         int ret;
2023         int nr_pages = DIV_ROUND_UP(rbio->stripe_len, PAGE_CACHE_SIZE);
2024         int pagenr;
2025         int stripe;
2026         struct bio *bio;
2027
2028         bio_list_init(&bio_list);
2029
2030         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2031         if (ret)
2032                 goto cleanup;
2033
2034         atomic_set(&rbio->error, 0);
2035
2036         /*
2037          * read everything that hasn't failed.  Thanks to the
2038          * stripe cache, it is possible that some or all of these
2039          * pages are going to be uptodate.
2040          */
2041         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2042                 if (rbio->faila == stripe || rbio->failb == stripe) {
2043                         atomic_inc(&rbio->error);
2044                         continue;
2045                 }
2046
2047                 for (pagenr = 0; pagenr < nr_pages; pagenr++) {
2048                         struct page *p;
2049
2050                         /*
2051                          * the rmw code may have already read this
2052                          * page in
2053                          */
2054                         p = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2055                         if (PageUptodate(p))
2056                                 continue;
2057
2058                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2059                                        rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr),
2060                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2061                         if (ret < 0)
2062                                 goto cleanup;
2063                 }
2064         }
2065
2066         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2067         if (!bios_to_read) {
2068                 /*
2069                  * we might have no bios to read just because the pages
2070                  * were up to date, or we might have no bios to read because
2071                  * the devices were gone.
2072                  */
2073                 if (atomic_read(&rbio->error) <= rbio->bbio->max_errors) {
2074                         __raid_recover_end_io(rbio);
2075                         goto out;
2076                 } else {
2077                         goto cleanup;
2078                 }
2079         }
2080
2081         /*
2082          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2083          * not to touch it after that
2084          */
2085         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2086         while (1) {
2087                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2088                 if (!bio)
2089                         break;
2090
2091                 bio->bi_private = rbio;
2092                 bio->bi_end_io = raid_recover_end_io;
2093
2094                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2095                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2096
2097                 BUG_ON(!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags));
2098                 submit_bio(READ, bio);
2099         }
2100 out:
2101         return 0;
2102
2103 cleanup:
2104         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
2105                 rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
2106         return -EIO;
2107 }
2108
2109 /*
2110  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2111  * is really only called when the normal read path had a failure,
2112  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2113  * of the drive.
2114  */
2115 int raid56_parity_recover(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2116                           struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2117                           int mirror_num, int generic_io)
2118 {
2119         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2120         int ret;
2121
2122         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2123         if (IS_ERR(rbio)) {
2124                 if (generic_io)
2125                         btrfs_put_bbio(bbio);
2126                 return PTR_ERR(rbio);
2127         }
2128
2129         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2130         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2131         rbio->bio_list_bytes = bio->bi_iter.bi_size;
2132
2133         rbio->faila = find_logical_bio_stripe(rbio, bio);
2134         if (rbio->faila == -1) {
2135                 BUG();
2136                 if (generic_io)
2137                         btrfs_put_bbio(bbio);
2138                 kfree(rbio);
2139                 return -EIO;
2140         }
2141
2142         if (generic_io) {
2143                 btrfs_bio_counter_inc_noblocked(root->fs_info);
2144                 rbio->generic_bio_cnt = 1;
2145         } else {
2146                 btrfs_get_bbio(bbio);
2147         }
2148
2149         /*
2150          * reconstruct from the q stripe if they are
2151          * asking for mirror 3
2152          */
2153         if (mirror_num == 3)
2154                 rbio->failb = rbio->real_stripes - 2;
2155
2156         ret = lock_stripe_add(rbio);
2157
2158         /*
2159          * __raid56_parity_recover will end the bio with
2160          * any errors it hits.  We don't want to return
2161          * its error value up the stack because our caller
2162          * will end up calling bio_endio with any nonzero
2163          * return
2164          */
2165         if (ret == 0)
2166                 __raid56_parity_recover(rbio);
2167         /*
2168          * our rbio has been added to the list of
2169          * rbios that will be handled after the
2170          * currently lock owner is done
2171          */
2172         return 0;
2173
2174 }
2175
2176 static void rmw_work(struct btrfs_work *work)
2177 {
2178         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2179
2180         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2181         raid56_rmw_stripe(rbio);
2182 }
2183
2184 static void read_rebuild_work(struct btrfs_work *work)
2185 {
2186         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2187
2188         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2189         __raid56_parity_recover(rbio);
2190 }
2191
2192 /*
2193  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2194  *
2195  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2196  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2197  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2198  */
2199
2200 struct btrfs_raid_bio *
2201 raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct btrfs_root *root, struct bio *bio,
2202                                struct btrfs_bio *bbio, u64 stripe_len,
2203                                struct btrfs_device *scrub_dev,
2204                                unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2205 {
2206         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2207         int i;
2208
2209         rbio = alloc_rbio(root, bbio, stripe_len);
2210         if (IS_ERR(rbio))
2211                 return NULL;
2212         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2213         /*
2214          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2215          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2216          */
2217         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2218         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2219
2220         for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2221                 if (bbio->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2222                         rbio->scrubp = i;
2223                         break;
2224                 }
2225         }
2226
2227         /* Now we just support the sectorsize equals to page size */
2228         ASSERT(root->sectorsize == PAGE_SIZE);
2229         ASSERT(rbio->stripe_npages == stripe_nsectors);
2230         bitmap_copy(rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2231
2232         return rbio;
2233 }
2234
2235 void raid56_parity_add_scrub_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2236                                    struct page *page, u64 logical)
2237 {
2238         int stripe_offset;
2239         int index;
2240
2241         ASSERT(logical >= rbio->bbio->raid_map[0]);
2242         ASSERT(logical + PAGE_SIZE <= rbio->bbio->raid_map[0] +
2243                                 rbio->stripe_len * rbio->nr_data);
2244         stripe_offset = (int)(logical - rbio->bbio->raid_map[0]);
2245         index = stripe_offset >> PAGE_CACHE_SHIFT;
2246         rbio->bio_pages[index] = page;
2247 }
2248
2249 /*
2250  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2251  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2252  */
2253 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2254 {
2255         int i;
2256         int bit;
2257         int index;
2258         struct page *page;
2259
2260         for_each_set_bit(bit, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2261                 for (i = 0; i < rbio->real_stripes; i++) {
2262                         index = i * rbio->stripe_npages + bit;
2263                         if (rbio->stripe_pages[index])
2264                                 continue;
2265
2266                         page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2267                         if (!page)
2268                                 return -ENOMEM;
2269                         rbio->stripe_pages[index] = page;
2270                         ClearPageUptodate(page);
2271                 }
2272         }
2273         return 0;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * end io function used by finish_rmw.  When we finally
2278  * get here, we've written a full stripe
2279  */
2280 static void raid_write_parity_end_io(struct bio *bio, int err)
2281 {
2282         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2283
2284         if (err)
2285                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2286
2287         bio_put(bio);
2288
2289         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2290                 return;
2291
2292         err = 0;
2293
2294         if (atomic_read(&rbio->error))
2295                 err = -EIO;
2296
2297         rbio_orig_end_io(rbio, err, 0);
2298 }
2299
2300 static noinline void finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2301                                          int need_check)
2302 {
2303         struct btrfs_bio *bbio = rbio->bbio;
2304         void *pointers[rbio->real_stripes];
2305         DECLARE_BITMAP(pbitmap, rbio->stripe_npages);
2306         int nr_data = rbio->nr_data;
2307         int stripe;
2308         int pagenr;
2309         int p_stripe = -1;
2310         int q_stripe = -1;
2311         struct page *p_page = NULL;
2312         struct page *q_page = NULL;
2313         struct bio_list bio_list;
2314         struct bio *bio;
2315         int is_replace = 0;
2316         int ret;
2317
2318         bio_list_init(&bio_list);
2319
2320         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1) {
2321                 p_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2322         } else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2) {
2323                 p_stripe = rbio->real_stripes - 2;
2324                 q_stripe = rbio->real_stripes - 1;
2325         } else {
2326                 BUG();
2327         }
2328
2329         if (bbio->num_tgtdevs && bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp]) {
2330                 is_replace = 1;
2331                 bitmap_copy(pbitmap, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages);
2332         }
2333
2334         /*
2335          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2336          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2337          * it.
2338          */
2339         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2340
2341         if (!need_check)
2342                 goto writeback;
2343
2344         p_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2345         if (!p_page)
2346                 goto cleanup;
2347         SetPageUptodate(p_page);
2348
2349         if (q_stripe != -1) {
2350                 q_page = alloc_page(GFP_NOFS | __GFP_HIGHMEM);
2351                 if (!q_page) {
2352                         __free_page(p_page);
2353                         goto cleanup;
2354                 }
2355                 SetPageUptodate(q_page);
2356         }
2357
2358         atomic_set(&rbio->error, 0);
2359
2360         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2361                 struct page *p;
2362                 void *parity;
2363                 /* first collect one page from each data stripe */
2364                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2365                         p = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0);
2366                         pointers[stripe] = kmap(p);
2367                 }
2368
2369                 /* then add the parity stripe */
2370                 pointers[stripe++] = kmap(p_page);
2371
2372                 if (q_stripe != -1) {
2373
2374                         /*
2375                          * raid6, add the qstripe and call the
2376                          * library function to fill in our p/q
2377                          */
2378                         pointers[stripe++] = kmap(q_page);
2379
2380                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, PAGE_SIZE,
2381                                                 pointers);
2382                 } else {
2383                         /* raid5 */
2384                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], PAGE_SIZE);
2385                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, PAGE_CACHE_SIZE);
2386                 }
2387
2388                 /* Check scrubbing pairty and repair it */
2389                 p = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2390                 parity = kmap(p);
2391                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_CACHE_SIZE))
2392                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], PAGE_CACHE_SIZE);
2393                 else
2394                         /* Parity is right, needn't writeback */
2395                         bitmap_clear(rbio->dbitmap, pagenr, 1);
2396                 kunmap(p);
2397
2398                 for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++)
2399                         kunmap(page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 0));
2400         }
2401
2402         __free_page(p_page);
2403         if (q_page)
2404                 __free_page(q_page);
2405
2406 writeback:
2407         /*
2408          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2409          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2410          * everything else.
2411          */
2412         for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2413                 struct page *page;
2414
2415                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2416                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list,
2417                                page, rbio->scrubp, pagenr, rbio->stripe_len);
2418                 if (ret)
2419                         goto cleanup;
2420         }
2421
2422         if (!is_replace)
2423                 goto submit_write;
2424
2425         for_each_set_bit(pagenr, pbitmap, rbio->stripe_npages) {
2426                 struct page *page;
2427
2428                 page = rbio_stripe_page(rbio, rbio->scrubp, pagenr);
2429                 ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2430                                        bbio->tgtdev_map[rbio->scrubp],
2431                                        pagenr, rbio->stripe_len);
2432                 if (ret)
2433                         goto cleanup;
2434         }
2435
2436 submit_write:
2437         nr_data = bio_list_size(&bio_list);
2438         if (!nr_data) {
2439                 /* Every parity is right */
2440                 rbio_orig_end_io(rbio, 0, 0);
2441                 return;
2442         }
2443
2444         atomic_set(&rbio->stripes_pending, nr_data);
2445
2446         while (1) {
2447                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2448                 if (!bio)
2449                         break;
2450
2451                 bio->bi_private = rbio;
2452                 bio->bi_end_io = raid_write_parity_end_io;
2453                 BUG_ON(!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags));
2454                 submit_bio(WRITE, bio);
2455         }
2456         return;
2457
2458 cleanup:
2459         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
2460 }
2461
2462 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2463 {
2464         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2465                 return 1;
2466         return 0;
2467 }
2468
2469 /*
2470  * While we're doing the parity check and repair, we could have errors
2471  * in reading pages off the disk.  This checks for errors and if we're
2472  * not able to read the page it'll trigger parity reconstruction.  The
2473  * parity scrub will be finished after we've reconstructed the failed
2474  * stripes
2475  */
2476 static void validate_rbio_for_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2477 {
2478         if (atomic_read(&rbio->error) > rbio->bbio->max_errors)
2479                 goto cleanup;
2480
2481         if (rbio->faila >= 0 || rbio->failb >= 0) {
2482                 int dfail = 0, failp = -1;
2483
2484                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->faila))
2485                         dfail++;
2486                 else if (is_parity_stripe(rbio->faila))
2487                         failp = rbio->faila;
2488
2489                 if (is_data_stripe(rbio, rbio->failb))
2490                         dfail++;
2491                 else if (is_parity_stripe(rbio->failb))
2492                         failp = rbio->failb;
2493
2494                 /*
2495                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair
2496                  * the data, so the capability of the repair is declined.
2497                  * (In the case of RAID5, we can not repair anything)
2498                  */
2499                 if (dfail > rbio->bbio->max_errors - 1)
2500                         goto cleanup;
2501
2502                 /*
2503                  * If all data is good, only parity is correctly, just
2504                  * repair the parity.
2505                  */
2506                 if (dfail == 0) {
2507                         finish_parity_scrub(rbio, 0);
2508                         return;
2509                 }
2510
2511                 /*
2512                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2513                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity
2514                  * is scrubbing parity, luckly, use the other one to repair
2515                  * the data, or we can not repair the data stripe.
2516                  */
2517                 if (failp != rbio->scrubp)
2518                         goto cleanup;
2519
2520                 __raid_recover_end_io(rbio);
2521         } else {
2522                 finish_parity_scrub(rbio, 1);
2523         }
2524         return;
2525
2526 cleanup:
2527         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
2528 }
2529
2530 /*
2531  * end io for the read phase of the rmw cycle.  All the bios here are physical
2532  * stripe bios we've read from the disk so we can recalculate the parity of the
2533  * stripe.
2534  *
2535  * This will usually kick off finish_rmw once all the bios are read in, but it
2536  * may trigger parity reconstruction if we had any errors along the way
2537  */
2538 static void raid56_parity_scrub_end_io(struct bio *bio, int err)
2539 {
2540         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2541
2542         if (err)
2543                 fail_bio_stripe(rbio, bio);
2544         else
2545                 set_bio_pages_uptodate(bio);
2546
2547         bio_put(bio);
2548
2549         if (!atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2550                 return;
2551
2552         /*
2553          * this will normally call finish_rmw to start our write
2554          * but if there are any failed stripes we'll reconstruct
2555          * from parity first
2556          */
2557         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2558 }
2559
2560 static void raid56_parity_scrub_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2561 {
2562         int bios_to_read = 0;
2563         struct bio_list bio_list;
2564         int ret;
2565         int pagenr;
2566         int stripe;
2567         struct bio *bio;
2568
2569         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2570         if (ret)
2571                 goto cleanup;
2572
2573         bio_list_init(&bio_list);
2574
2575         atomic_set(&rbio->error, 0);
2576         /*
2577          * build a list of bios to read all the missing parts of this
2578          * stripe
2579          */
2580         for (stripe = 0; stripe < rbio->real_stripes; stripe++) {
2581                 for_each_set_bit(pagenr, rbio->dbitmap, rbio->stripe_npages) {
2582                         struct page *page;
2583                         /*
2584                          * we want to find all the pages missing from
2585                          * the rbio and read them from the disk.  If
2586                          * page_in_rbio finds a page in the bio list
2587                          * we don't need to read it off the stripe.
2588                          */
2589                         page = page_in_rbio(rbio, stripe, pagenr, 1);
2590                         if (page)
2591                                 continue;
2592
2593                         page = rbio_stripe_page(rbio, stripe, pagenr);
2594                         /*
2595                          * the bio cache may have handed us an uptodate
2596                          * page.  If so, be happy and use it
2597                          */
2598                         if (PageUptodate(page))
2599                                 continue;
2600
2601                         ret = rbio_add_io_page(rbio, &bio_list, page,
2602                                        stripe, pagenr, rbio->stripe_len);
2603                         if (ret)
2604                                 goto cleanup;
2605                 }
2606         }
2607
2608         bios_to_read = bio_list_size(&bio_list);
2609         if (!bios_to_read) {
2610                 /*
2611                  * this can happen if others have merged with
2612                  * us, it means there is nothing left to read.
2613                  * But if there are missing devices it may not be
2614                  * safe to do the full stripe write yet.
2615                  */
2616                 goto finish;
2617         }
2618
2619         /*
2620          * the bbio may be freed once we submit the last bio.  Make sure
2621          * not to touch it after that
2622          */
2623         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bios_to_read);
2624         while (1) {
2625                 bio = bio_list_pop(&bio_list);
2626                 if (!bio)
2627                         break;
2628
2629                 bio->bi_private = rbio;
2630                 bio->bi_end_io = raid56_parity_scrub_end_io;
2631
2632                 btrfs_bio_wq_end_io(rbio->fs_info, bio,
2633                                     BTRFS_WQ_ENDIO_RAID56);
2634
2635                 BUG_ON(!test_bit(BIO_UPTODATE, &bio->bi_flags));
2636                 submit_bio(READ, bio);
2637         }
2638         /* the actual write will happen once the reads are done */
2639         return;
2640
2641 cleanup:
2642         rbio_orig_end_io(rbio, -EIO, 0);
2643         return;
2644
2645 finish:
2646         validate_rbio_for_parity_scrub(rbio);
2647 }
2648
2649 static void scrub_parity_work(struct btrfs_work *work)
2650 {
2651         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2652
2653         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2654         raid56_parity_scrub_stripe(rbio);
2655 }
2656
2657 static void async_scrub_parity(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2658 {
2659         btrfs_init_work(&rbio->work, btrfs_rmw_helper,
2660                         scrub_parity_work, NULL, NULL);
2661
2662         btrfs_queue_work(rbio->fs_info->rmw_workers,
2663                          &rbio->work);
2664 }
2665
2666 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2667 {
2668         if (!lock_stripe_add(rbio))
2669                 async_scrub_parity(rbio);
2670 }