fs/btrfs/bio.c

   1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
   2 /*
   3  * Copyright (C) 2007 Oracle.  All rights reserved.
   4  * Copyright (C) 2022 Christoph Hellwig.
   5  */
   6
   7 #include <linux/bio.h>
   8 #include "bio.h"
   9 #include "ctree.h"
  10 #include "volumes.h"
  11 #include "raid56.h"
  12 #include "async-thread.h"
  13 #include "dev-replace.h"
  14 #include "zoned.h"
  15 #include "file-item.h"
  16 #include "raid-stripe-tree.h"
  17
  18 static struct bio_set btrfs_bioset;
  19 static struct bio_set btrfs_clone_bioset;
  20 static struct bio_set btrfs_repair_bioset;
  21 static mempool_t btrfs_failed_bio_pool;
  22
  23 struct btrfs_failed_bio {
  24         struct btrfs_bio *bbio;
  25         int num_copies;
  26         atomic_t repair_count;
  27 };
  28
  29 /* Is this a data path I/O that needs storage layer checksum and repair? */
  30 static inline bool is_data_bbio(struct btrfs_bio *bbio)
  31 {
  32         return bbio->inode && is_data_inode(bbio->inode);
  33 }
  34
  35 static bool bbio_has_ordered_extent(struct btrfs_bio *bbio)
  36 {
  37         return is_data_bbio(bbio) && btrfs_op(&bbio->bio) == BTRFS_MAP_WRITE;
  38 }
  39
  40 /*
  41  * Initialize a btrfs_bio structure.  This skips the embedded bio itself as it
  42  * is already initialized by the block layer.
  43  */
  44 void btrfs_bio_init(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_fs_info *fs_info,
  45                     btrfs_bio_end_io_t end_io, void *private)
  46 {
  47         memset(bbio, 0, offsetof(struct btrfs_bio, bio));
  48         bbio->fs_info = fs_info;
  49         bbio->end_io = end_io;
  50         bbio->private = private;
  51         atomic_set(&bbio->pending_ios, 1);
  52         WRITE_ONCE(bbio->status, BLK_STS_OK);
  53 }
  54
  55 /*
  56  * Allocate a btrfs_bio structure.  The btrfs_bio is the main I/O container for
  57  * btrfs, and is used for all I/O submitted through btrfs_submit_bbio().
  58  *
  59  * Just like the underlying bio_alloc_bioset it will not fail as it is backed by
  60  * a mempool.
  61  */
  62 struct btrfs_bio *btrfs_bio_alloc(unsigned int nr_vecs, blk_opf_t opf,
  63                                   struct btrfs_fs_info *fs_info,
  64                                   btrfs_bio_end_io_t end_io, void *private)
  65 {
  66         struct btrfs_bio *bbio;
  67         struct bio *bio;
  68
  69         bio = bio_alloc_bioset(NULL, nr_vecs, opf, GFP_NOFS, &btrfs_bioset);
  70         bbio = btrfs_bio(bio);
  71         btrfs_bio_init(bbio, fs_info, end_io, private);
  72         return bbio;
  73 }
  74
  75 static struct btrfs_bio *btrfs_split_bio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
  76                                          struct btrfs_bio *orig_bbio,
  77                                          u64 map_length)
  78 {
  79         struct btrfs_bio *bbio;
  80         struct bio *bio;
  81
  82         bio = bio_split(&orig_bbio->bio, map_length >> SECTOR_SHIFT, GFP_NOFS,
  83                         &btrfs_clone_bioset);
  84         if (IS_ERR(bio))
  85                 return ERR_CAST(bio);
  86
  87         bbio = btrfs_bio(bio);
  88         btrfs_bio_init(bbio, fs_info, NULL, orig_bbio);
  89         bbio->inode = orig_bbio->inode;
  90         bbio->file_offset = orig_bbio->file_offset;
  91         orig_bbio->file_offset += map_length;
  92         if (bbio_has_ordered_extent(bbio)) {
  93                 refcount_inc(&orig_bbio->ordered->refs);
  94                 bbio->ordered = orig_bbio->ordered;
  95         }
  96         atomic_inc(&orig_bbio->pending_ios);
  97         return bbio;
  98 }
  99
 100 /* Free a bio that was never submitted to the underlying device. */
 101 static void btrfs_cleanup_bio(struct btrfs_bio *bbio)
 102 {
 103         if (bbio_has_ordered_extent(bbio))
 104                 btrfs_put_ordered_extent(bbio->ordered);
 105         bio_put(&bbio->bio);
 106 }
 107
 108 static void __btrfs_bio_end_io(struct btrfs_bio *bbio)
 109 {
 110         if (bbio_has_ordered_extent(bbio)) {
 111                 struct btrfs_ordered_extent *ordered = bbio->ordered;
 112
 113                 bbio->end_io(bbio);
 114                 btrfs_put_ordered_extent(ordered);
 115         } else {
 116                 bbio->end_io(bbio);
 117         }
 118 }
 119
 120 void btrfs_bio_end_io(struct btrfs_bio *bbio, blk_status_t status)
 121 {
 122         bbio->bio.bi_status = status;
 123         if (bbio->bio.bi_pool == &btrfs_clone_bioset) {
 124                 struct btrfs_bio *orig_bbio = bbio->private;
 125
 126                 btrfs_cleanup_bio(bbio);
 127                 bbio = orig_bbio;
 128         }
 129
 130         /*
 131          * At this point, bbio always points to the original btrfs_bio. Save
 132          * the first error in it.
 133          */
 134         if (status != BLK_STS_OK)
 135                 cmpxchg(&bbio->status, BLK_STS_OK, status);
 136
 137         if (atomic_dec_and_test(&bbio->pending_ios)) {
 138                 /* Load split bio's error which might be set above. */
 139                 if (status == BLK_STS_OK)
 140                         bbio->bio.bi_status = READ_ONCE(bbio->status);
 141                 __btrfs_bio_end_io(bbio);
 142         }
 143 }
 144
 145 static int next_repair_mirror(struct btrfs_failed_bio *fbio, int cur_mirror)
 146 {
 147         if (cur_mirror == fbio->num_copies)
 148                 return cur_mirror + 1 - fbio->num_copies;
 149         return cur_mirror + 1;
 150 }
 151
 152 static int prev_repair_mirror(struct btrfs_failed_bio *fbio, int cur_mirror)
 153 {
 154         if (cur_mirror == 1)
 155                 return fbio->num_copies;
 156         return cur_mirror - 1;
 157 }
 158
 159 static void btrfs_repair_done(struct btrfs_failed_bio *fbio)
 160 {
 161         if (atomic_dec_and_test(&fbio->repair_count)) {
 162                 btrfs_bio_end_io(fbio->bbio, fbio->bbio->bio.bi_status);
 163                 mempool_free(fbio, &btrfs_failed_bio_pool);
 164         }
 165 }
 166
 167 static void btrfs_end_repair_bio(struct btrfs_bio *repair_bbio,
 168                                  struct btrfs_device *dev)
 169 {
 170         struct btrfs_failed_bio *fbio = repair_bbio->private;
 171         struct btrfs_inode *inode = repair_bbio->inode;
 172         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 173         struct bio_vec *bv = bio_first_bvec_all(&repair_bbio->bio);
 174         int mirror = repair_bbio->mirror_num;
 175
 176         /*
 177          * We can only trigger this for data bio, which doesn't support larger
 178          * folios yet.
 179          */
 180         ASSERT(folio_order(page_folio(bv->bv_page)) == 0);
 181
 182         if (repair_bbio->bio.bi_status ||
 183             !btrfs_data_csum_ok(repair_bbio, dev, 0, bv)) {
 184                 bio_reset(&repair_bbio->bio, NULL, REQ_OP_READ);
 185                 repair_bbio->bio.bi_iter = repair_bbio->saved_iter;
 186
 187                 mirror = next_repair_mirror(fbio, mirror);
 188                 if (mirror == fbio->bbio->mirror_num) {
 189                         btrfs_debug(fs_info, "no mirror left");
 190                         fbio->bbio->bio.bi_status = BLK_STS_IOERR;
 191                         goto done;
 192                 }
 193
 194                 btrfs_submit_bbio(repair_bbio, mirror);
 195                 return;
 196         }
 197
 198         do {
 199                 mirror = prev_repair_mirror(fbio, mirror);
 200                 btrfs_repair_io_failure(fs_info, btrfs_ino(inode),
 201                                   repair_bbio->file_offset, fs_info->sectorsize,
 202                                   repair_bbio->saved_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT,
 203                                   page_folio(bv->bv_page), bv->bv_offset, mirror);
 204         } while (mirror != fbio->bbio->mirror_num);
 205
 206 done:
 207         btrfs_repair_done(fbio);
 208         bio_put(&repair_bbio->bio);
 209 }
 210
 211 /*
 212  * Try to kick off a repair read to the next available mirror for a bad sector.
 213  *
 214  * This primarily tries to recover good data to serve the actual read request,
 215  * but also tries to write the good data back to the bad mirror(s) when a
 216  * read succeeded to restore the redundancy.
 217  */
 218 static struct btrfs_failed_bio *repair_one_sector(struct btrfs_bio *failed_bbio,
 219                                                   u32 bio_offset,
 220                                                   struct bio_vec *bv,
 221                                                   struct btrfs_failed_bio *fbio)
 222 {
 223         struct btrfs_inode *inode = failed_bbio->inode;
 224         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 225         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
 226         const u64 logical = (failed_bbio->saved_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT);
 227         struct btrfs_bio *repair_bbio;
 228         struct bio *repair_bio;
 229         int num_copies;
 230         int mirror;
 231
 232         btrfs_debug(fs_info, "repair read error: read error at %llu",
 233                     failed_bbio->file_offset + bio_offset);
 234
 235         num_copies = btrfs_num_copies(fs_info, logical, sectorsize);
 236         if (num_copies == 1) {
 237                 btrfs_debug(fs_info, "no copy to repair from");
 238                 failed_bbio->bio.bi_status = BLK_STS_IOERR;
 239                 return fbio;
 240         }
 241
 242         if (!fbio) {
 243                 fbio = mempool_alloc(&btrfs_failed_bio_pool, GFP_NOFS);
 244                 fbio->bbio = failed_bbio;
 245                 fbio->num_copies = num_copies;
 246                 atomic_set(&fbio->repair_count, 1);
 247         }
 248
 249         atomic_inc(&fbio->repair_count);
 250
 251         repair_bio = bio_alloc_bioset(NULL, 1, REQ_OP_READ, GFP_NOFS,
 252                                       &btrfs_repair_bioset);
 253         repair_bio->bi_iter.bi_sector = failed_bbio->saved_iter.bi_sector;
 254         __bio_add_page(repair_bio, bv->bv_page, bv->bv_len, bv->bv_offset);
 255
 256         repair_bbio = btrfs_bio(repair_bio);
 257         btrfs_bio_init(repair_bbio, fs_info, NULL, fbio);
 258         repair_bbio->inode = failed_bbio->inode;
 259         repair_bbio->file_offset = failed_bbio->file_offset + bio_offset;
 260
 261         mirror = next_repair_mirror(fbio, failed_bbio->mirror_num);
 262         btrfs_debug(fs_info, "submitting repair read to mirror %d", mirror);
 263         btrfs_submit_bbio(repair_bbio, mirror);
 264         return fbio;
 265 }
 266
 267 static void btrfs_check_read_bio(struct btrfs_bio *bbio, struct btrfs_device *dev)
 268 {
 269         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
 270         struct btrfs_fs_info *fs_info = inode->root->fs_info;
 271         u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
 272         struct bvec_iter *iter = &bbio->saved_iter;
 273         blk_status_t status = bbio->bio.bi_status;
 274         struct btrfs_failed_bio *fbio = NULL;
 275         u32 offset = 0;
 276
 277         /* Read-repair requires the inode field to be set by the submitter. */
 278         ASSERT(inode);
 279
 280         /*
 281          * Hand off repair bios to the repair code as there is no upper level
 282          * submitter for them.
 283          */
 284         if (bbio->bio.bi_pool == &btrfs_repair_bioset) {
 285                 btrfs_end_repair_bio(bbio, dev);
 286                 return;
 287         }
 288
 289         /* Clear the I/O error. A failed repair will reset it. */
 290         bbio->bio.bi_status = BLK_STS_OK;
 291
 292         while (iter->bi_size) {
 293                 struct bio_vec bv = bio_iter_iovec(&bbio->bio, *iter);
 294
 295                 bv.bv_len = min(bv.bv_len, sectorsize);
 296                 if (status || !btrfs_data_csum_ok(bbio, dev, offset, &bv))
 297                         fbio = repair_one_sector(bbio, offset, &bv, fbio);
 298
 299                 bio_advance_iter_single(&bbio->bio, iter, sectorsize);
 300                 offset += sectorsize;
 301         }
 302
 303         if (bbio->csum != bbio->csum_inline)
 304                 kfree(bbio->csum);
 305
 306         if (fbio)
 307                 btrfs_repair_done(fbio);
 308         else
 309                 btrfs_bio_end_io(bbio, bbio->bio.bi_status);
 310 }
 311
 312 static void btrfs_log_dev_io_error(struct bio *bio, struct btrfs_device *dev)
 313 {
 314         if (!dev || !dev->bdev)
 315                 return;
 316         if (bio->bi_status != BLK_STS_IOERR && bio->bi_status != BLK_STS_TARGET)
 317                 return;
 318
 319         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE)
 320                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
 321         else if (!(bio->bi_opf & REQ_RAHEAD))
 322                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_READ_ERRS);
 323         if (bio->bi_opf & REQ_PREFLUSH)
 324                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(dev, BTRFS_DEV_STAT_FLUSH_ERRS);
 325 }
 326
 327 static struct workqueue_struct *btrfs_end_io_wq(struct btrfs_fs_info *fs_info,
 328                                                 struct bio *bio)
 329 {
 330         if (bio->bi_opf & REQ_META)
 331                 return fs_info->endio_meta_workers;
 332         return fs_info->endio_workers;
 333 }
 334
 335 static void btrfs_end_bio_work(struct work_struct *work)
 336 {
 337         struct btrfs_bio *bbio = container_of(work, struct btrfs_bio, end_io_work);
 338
 339         /* Metadata reads are checked and repaired by the submitter. */
 340         if (is_data_bbio(bbio))
 341                 btrfs_check_read_bio(bbio, bbio->bio.bi_private);
 342         else
 343                 btrfs_bio_end_io(bbio, bbio->bio.bi_status);
 344 }
 345
 346 static void btrfs_simple_end_io(struct bio *bio)
 347 {
 348         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
 349         struct btrfs_device *dev = bio->bi_private;
 350         struct btrfs_fs_info *fs_info = bbio->fs_info;
 351
 352         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
 353
 354         if (bio->bi_status)
 355                 btrfs_log_dev_io_error(bio, dev);
 356
 357         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ) {
 358                 INIT_WORK(&bbio->end_io_work, btrfs_end_bio_work);
 359                 queue_work(btrfs_end_io_wq(fs_info, bio), &bbio->end_io_work);
 360         } else {
 361                 if (bio_is_zone_append(bio) && !bio->bi_status)
 362                         btrfs_record_physical_zoned(bbio);
 363                 btrfs_bio_end_io(bbio, bbio->bio.bi_status);
 364         }
 365 }
 366
 367 static void btrfs_raid56_end_io(struct bio *bio)
 368 {
 369         struct btrfs_io_context *bioc = bio->bi_private;
 370         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
 371
 372         btrfs_bio_counter_dec(bioc->fs_info);
 373         bbio->mirror_num = bioc->mirror_num;
 374         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ && is_data_bbio(bbio))
 375                 btrfs_check_read_bio(bbio, NULL);
 376         else
 377                 btrfs_bio_end_io(bbio, bbio->bio.bi_status);
 378
 379         btrfs_put_bioc(bioc);
 380 }
 381
 382 static void btrfs_orig_write_end_io(struct bio *bio)
 383 {
 384         struct btrfs_io_stripe *stripe = bio->bi_private;
 385         struct btrfs_io_context *bioc = stripe->bioc;
 386         struct btrfs_bio *bbio = btrfs_bio(bio);
 387
 388         btrfs_bio_counter_dec(bioc->fs_info);
 389
 390         if (bio->bi_status) {
 391                 atomic_inc(&bioc->error);
 392                 btrfs_log_dev_io_error(bio, stripe->dev);
 393         }
 394
 395         /*
 396          * Only send an error to the higher layers if it is beyond the tolerance
 397          * threshold.
 398          */
 399         if (atomic_read(&bioc->error) > bioc->max_errors)
 400                 bio->bi_status = BLK_STS_IOERR;
 401         else
 402                 bio->bi_status = BLK_STS_OK;
 403
 404         if (bio_is_zone_append(bio) && !bio->bi_status)
 405                 stripe->physical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 406
 407         btrfs_bio_end_io(bbio, bbio->bio.bi_status);
 408         btrfs_put_bioc(bioc);
 409 }
 410
 411 static void btrfs_clone_write_end_io(struct bio *bio)
 412 {
 413         struct btrfs_io_stripe *stripe = bio->bi_private;
 414
 415         if (bio->bi_status) {
 416                 atomic_inc(&stripe->bioc->error);
 417                 btrfs_log_dev_io_error(bio, stripe->dev);
 418         } else if (bio_is_zone_append(bio)) {
 419                 stripe->physical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 420         }
 421
 422         /* Pass on control to the original bio this one was cloned from */
 423         bio_endio(stripe->bioc->orig_bio);
 424         bio_put(bio);
 425 }
 426
 427 static void btrfs_submit_dev_bio(struct btrfs_device *dev, struct bio *bio)
 428 {
 429         if (!dev || !dev->bdev ||
 430             test_bit(BTRFS_DEV_STATE_MISSING, &dev->dev_state) ||
 431             (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE &&
 432              !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &dev->dev_state))) {
 433                 bio_io_error(bio);
 434                 return;
 435         }
 436
 437         bio_set_dev(bio, dev->bdev);
 438
 439         /*
 440          * For zone append writing, bi_sector must point the beginning of the
 441          * zone
 442          */
 443         if (bio_op(bio) == REQ_OP_ZONE_APPEND) {
 444                 u64 physical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 445                 u64 zone_start = round_down(physical, dev->fs_info->zone_size);
 446
 447                 ASSERT(btrfs_dev_is_sequential(dev, physical));
 448                 bio->bi_iter.bi_sector = zone_start >> SECTOR_SHIFT;
 449         }
 450         btrfs_debug_in_rcu(dev->fs_info,
 451         "%s: rw %d 0x%x, sector=%llu, dev=%lu (%s id %llu), size=%u",
 452                 __func__, bio_op(bio), bio->bi_opf, bio->bi_iter.bi_sector,
 453                 (unsigned long)dev->bdev->bd_dev, btrfs_dev_name(dev),
 454                 dev->devid, bio->bi_iter.bi_size);
 455
 456         if (bio->bi_opf & REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT)
 457                 blkcg_punt_bio_submit(bio);
 458         else
 459                 submit_bio(bio);
 460 }
 461
 462 static void btrfs_submit_mirrored_bio(struct btrfs_io_context *bioc, int dev_nr)
 463 {
 464         struct bio *orig_bio = bioc->orig_bio, *bio;
 465
 466         ASSERT(bio_op(orig_bio) != REQ_OP_READ);
 467
 468         /* Reuse the bio embedded into the btrfs_bio for the last mirror */
 469         if (dev_nr == bioc->num_stripes - 1) {
 470                 bio = orig_bio;
 471                 bio->bi_end_io = btrfs_orig_write_end_io;
 472         } else {
 473                 bio = bio_alloc_clone(NULL, orig_bio, GFP_NOFS, &fs_bio_set);
 474                 bio_inc_remaining(orig_bio);
 475                 bio->bi_end_io = btrfs_clone_write_end_io;
 476         }
 477
 478         bio->bi_private = &bioc->stripes[dev_nr];
 479         bio->bi_iter.bi_sector = bioc->stripes[dev_nr].physical >> SECTOR_SHIFT;
 480         bioc->stripes[dev_nr].bioc = bioc;
 481         bioc->size = bio->bi_iter.bi_size;
 482         btrfs_submit_dev_bio(bioc->stripes[dev_nr].dev, bio);
 483 }
 484
 485 static void btrfs_submit_bio(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc,
 486                              struct btrfs_io_stripe *smap, int mirror_num)
 487 {
 488         if (!bioc) {
 489                 /* Single mirror read/write fast path. */
 490                 btrfs_bio(bio)->mirror_num = mirror_num;
 491                 bio->bi_iter.bi_sector = smap->physical >> SECTOR_SHIFT;
 492                 if (bio_op(bio) != REQ_OP_READ)
 493                         btrfs_bio(bio)->orig_physical = smap->physical;
 494                 bio->bi_private = smap->dev;
 495                 bio->bi_end_io = btrfs_simple_end_io;
 496                 btrfs_submit_dev_bio(smap->dev, bio);
 497         } else if (bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID56_MASK) {
 498                 /* Parity RAID write or read recovery. */
 499                 bio->bi_private = bioc;
 500                 bio->bi_end_io = btrfs_raid56_end_io;
 501                 if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ)
 502                         raid56_parity_recover(bio, bioc, mirror_num);
 503                 else
 504                         raid56_parity_write(bio, bioc);
 505         } else {
 506                 /* Write to multiple mirrors. */
 507                 int total_devs = bioc->num_stripes;
 508
 509                 bioc->orig_bio = bio;
 510                 for (int dev_nr = 0; dev_nr < total_devs; dev_nr++)
 511                         btrfs_submit_mirrored_bio(bioc, dev_nr);
 512         }
 513 }
 514
 515 static blk_status_t btrfs_bio_csum(struct btrfs_bio *bbio)
 516 {
 517         if (bbio->bio.bi_opf & REQ_META)
 518                 return btree_csum_one_bio(bbio);
 519         return btrfs_csum_one_bio(bbio);
 520 }
 521
 522 /*
 523  * Async submit bios are used to offload expensive checksumming onto the worker
 524  * threads.
 525  */
 526 struct async_submit_bio {
 527         struct btrfs_bio *bbio;
 528         struct btrfs_io_context *bioc;
 529         struct btrfs_io_stripe smap;
 530         int mirror_num;
 531         struct btrfs_work work;
 532 };
 533
 534 /*
 535  * In order to insert checksums into the metadata in large chunks, we wait
 536  * until bio submission time.   All the pages in the bio are checksummed and
 537  * sums are attached onto the ordered extent record.
 538  *
 539  * At IO completion time the csums attached on the ordered extent record are
 540  * inserted into the btree.
 541  */
 542 static void run_one_async_start(struct btrfs_work *work)
 543 {
 544         struct async_submit_bio *async =
 545                 container_of(work, struct async_submit_bio, work);
 546         blk_status_t ret;
 547
 548         ret = btrfs_bio_csum(async->bbio);
 549         if (ret)
 550                 async->bbio->bio.bi_status = ret;
 551 }
 552
 553 /*
 554  * In order to insert checksums into the metadata in large chunks, we wait
 555  * until bio submission time.   All the pages in the bio are checksummed and
 556  * sums are attached onto the ordered extent record.
 557  *
 558  * At IO completion time the csums attached on the ordered extent record are
 559  * inserted into the tree.
 560  *
 561  * If called with @do_free == true, then it will free the work struct.
 562  */
 563 static void run_one_async_done(struct btrfs_work *work, bool do_free)
 564 {
 565         struct async_submit_bio *async =
 566                 container_of(work, struct async_submit_bio, work);
 567         struct bio *bio = &async->bbio->bio;
 568
 569         if (do_free) {
 570                 kfree(container_of(work, struct async_submit_bio, work));
 571                 return;
 572         }
 573
 574         /* If an error occurred we just want to clean up the bio and move on. */
 575         if (bio->bi_status) {
 576                 btrfs_bio_end_io(async->bbio, async->bbio->bio.bi_status);
 577                 return;
 578         }
 579
 580         /*
 581          * All of the bios that pass through here are from async helpers.
 582          * Use REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT to issue them from the owning cgroup's
 583          * context.  This changes nothing when cgroups aren't in use.
 584          */
 585         bio->bi_opf |= REQ_BTRFS_CGROUP_PUNT;
 586         btrfs_submit_bio(bio, async->bioc, &async->smap, async->mirror_num);
 587 }
 588
 589 static bool should_async_write(struct btrfs_bio *bbio)
 590 {
 591         bool auto_csum_mode = true;
 592
 593 #ifdef CONFIG_BTRFS_EXPERIMENTAL
 594         struct btrfs_fs_devices *fs_devices = bbio->fs_info->fs_devices;
 595         enum btrfs_offload_csum_mode csum_mode = READ_ONCE(fs_devices->offload_csum_mode);
 596
 597         if (csum_mode == BTRFS_OFFLOAD_CSUM_FORCE_OFF)
 598                 return false;
 599
 600         auto_csum_mode = (csum_mode == BTRFS_OFFLOAD_CSUM_AUTO);
 601 #endif
 602
 603         /* Submit synchronously if the checksum implementation is fast. */
 604         if (auto_csum_mode && test_bit(BTRFS_FS_CSUM_IMPL_FAST, &bbio->fs_info->flags))
 605                 return false;
 606
 607         /*
 608          * Try to defer the submission to a workqueue to parallelize the
 609          * checksum calculation unless the I/O is issued synchronously.
 610          */
 611         if (op_is_sync(bbio->bio.bi_opf))
 612                 return false;
 613
 614         /* Zoned devices require I/O to be submitted in order. */
 615         if ((bbio->bio.bi_opf & REQ_META) && btrfs_is_zoned(bbio->fs_info))
 616                 return false;
 617
 618         return true;
 619 }
 620
 621 /*
 622  * Submit bio to an async queue.
 623  *
 624  * Return true if the work has been successfully submitted, else false.
 625  */
 626 static bool btrfs_wq_submit_bio(struct btrfs_bio *bbio,
 627                                 struct btrfs_io_context *bioc,
 628                                 struct btrfs_io_stripe *smap, int mirror_num)
 629 {
 630         struct btrfs_fs_info *fs_info = bbio->fs_info;
 631         struct async_submit_bio *async;
 632
 633         async = kmalloc(sizeof(*async), GFP_NOFS);
 634         if (!async)
 635                 return false;
 636
 637         async->bbio = bbio;
 638         async->bioc = bioc;
 639         async->smap = *smap;
 640         async->mirror_num = mirror_num;
 641
 642         btrfs_init_work(&async->work, run_one_async_start, run_one_async_done);
 643         btrfs_queue_work(fs_info->workers, &async->work);
 644         return true;
 645 }
 646
 647 static u64 btrfs_append_map_length(struct btrfs_bio *bbio, u64 map_length)
 648 {
 649         unsigned int nr_segs;
 650         int sector_offset;
 651
 652         map_length = min(map_length, bbio->fs_info->max_zone_append_size);
 653         sector_offset = bio_split_rw_at(&bbio->bio, &bbio->fs_info->limits,
 654                                         &nr_segs, map_length);
 655         if (sector_offset) {
 656                 /*
 657                  * bio_split_rw_at() could split at a size smaller than our
 658                  * sectorsize and thus cause unaligned I/Os.  Fix that by
 659                  * always rounding down to the nearest boundary.
 660                  */
 661                 return ALIGN_DOWN(sector_offset << SECTOR_SHIFT, bbio->fs_info->sectorsize);
 662         }
 663         return map_length;
 664 }
 665
 666 static bool btrfs_submit_chunk(struct btrfs_bio *bbio, int mirror_num)
 667 {
 668         struct btrfs_inode *inode = bbio->inode;
 669         struct btrfs_fs_info *fs_info = bbio->fs_info;
 670         struct bio *bio = &bbio->bio;
 671         u64 logical = bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 672         u64 length = bio->bi_iter.bi_size;
 673         u64 map_length = length;
 674         bool use_append = btrfs_use_zone_append(bbio);
 675         struct btrfs_io_context *bioc = NULL;
 676         struct btrfs_io_stripe smap;
 677         blk_status_t ret;
 678         int error;
 679
 680         if (!bbio->inode || btrfs_is_data_reloc_root(inode->root))
 681                 smap.rst_search_commit_root = true;
 682         else
 683                 smap.rst_search_commit_root = false;
 684
 685         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
 686         error = btrfs_map_block(fs_info, btrfs_op(bio), logical, &map_length,
 687                                 &bioc, &smap, &mirror_num);
 688         if (error) {
 689                 ret = errno_to_blk_status(error);
 690                 btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
 691                 goto end_bbio;
 692         }
 693
 694         map_length = min(map_length, length);
 695         if (use_append)
 696                 map_length = btrfs_append_map_length(bbio, map_length);
 697
 698         if (map_length < length) {
 699                 struct btrfs_bio *split;
 700
 701                 split = btrfs_split_bio(fs_info, bbio, map_length);
 702                 if (IS_ERR(split)) {
 703                         ret = errno_to_blk_status(PTR_ERR(split));
 704                         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
 705                         goto end_bbio;
 706                 }
 707                 bbio = split;
 708                 bio = &bbio->bio;
 709         }
 710
 711         /*
 712          * Save the iter for the end_io handler and preload the checksums for
 713          * data reads.
 714          */
 715         if (bio_op(bio) == REQ_OP_READ && is_data_bbio(bbio)) {
 716                 bbio->saved_iter = bio->bi_iter;
 717                 ret = btrfs_lookup_bio_sums(bbio);
 718                 if (ret)
 719                         goto fail;
 720         }
 721
 722         if (btrfs_op(bio) == BTRFS_MAP_WRITE) {
 723                 if (use_append) {
 724                         bio->bi_opf &= ~REQ_OP_WRITE;
 725                         bio->bi_opf |= REQ_OP_ZONE_APPEND;
 726                 }
 727
 728                 if (is_data_bbio(bbio) && bioc &&
 729                     btrfs_need_stripe_tree_update(bioc->fs_info, bioc->map_type)) {
 730                         /*
 731                          * No locking for the list update, as we only add to
 732                          * the list in the I/O submission path, and list
 733                          * iteration only happens in the completion path, which
 734                          * can't happen until after the last submission.
 735                          */
 736                         btrfs_get_bioc(bioc);
 737                         list_add_tail(&bioc->rst_ordered_entry, &bbio->ordered->bioc_list);
 738                 }
 739
 740                 /*
 741                  * Csum items for reloc roots have already been cloned at this
 742                  * point, so they are handled as part of the no-checksum case.
 743                  */
 744                 if (inode && !(inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM) &&
 745                     !test_bit(BTRFS_FS_STATE_NO_DATA_CSUMS, &fs_info->fs_state) &&
 746                     !btrfs_is_data_reloc_root(inode->root)) {
 747                         if (should_async_write(bbio) &&
 748                             btrfs_wq_submit_bio(bbio, bioc, &smap, mirror_num))
 749                                 goto done;
 750
 751                         ret = btrfs_bio_csum(bbio);
 752                         if (ret)
 753                                 goto fail;
 754                 } else if (use_append ||
 755                            (btrfs_is_zoned(fs_info) && inode &&
 756                             inode->flags & BTRFS_INODE_NODATASUM)) {
 757                         ret = btrfs_alloc_dummy_sum(bbio);
 758                         if (ret)
 759                                 goto fail;
 760                 }
 761         }
 762
 763         btrfs_submit_bio(bio, bioc, &smap, mirror_num);
 764 done:
 765         return map_length == length;
 766
 767 fail:
 768         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
 769         /*
 770          * We have split the original bbio, now we have to end both the current
 771          * @bbio and remaining one, as the remaining one will never be submitted.
 772          */
 773         if (map_length < length) {
 774                 struct btrfs_bio *remaining = bbio->private;
 775
 776                 ASSERT(bbio->bio.bi_pool == &btrfs_clone_bioset);
 777                 ASSERT(remaining);
 778
 779                 btrfs_bio_end_io(remaining, ret);
 780         }
 781 end_bbio:
 782         btrfs_bio_end_io(bbio, ret);
 783         /* Do not submit another chunk */
 784         return true;
 785 }
 786
 787 void btrfs_submit_bbio(struct btrfs_bio *bbio, int mirror_num)
 788 {
 789         /* If bbio->inode is not populated, its file_offset must be 0. */
 790         ASSERT(bbio->inode || bbio->file_offset == 0);
 791
 792         while (!btrfs_submit_chunk(bbio, mirror_num))
 793                 ;
 794 }
 795
 796 /*
 797  * Submit a repair write.
 798  *
 799  * This bypasses btrfs_submit_bbio() deliberately, as that writes all copies in a
 800  * RAID setup.  Here we only want to write the one bad copy, so we do the
 801  * mapping ourselves and submit the bio directly.
 802  *
 803  * The I/O is issued synchronously to block the repair read completion from
 804  * freeing the bio.
 805  */
 806 int btrfs_repair_io_failure(struct btrfs_fs_info *fs_info, u64 ino, u64 start,
 807                             u64 length, u64 logical, struct folio *folio,
 808                             unsigned int folio_offset, int mirror_num)
 809 {
 810         struct btrfs_io_stripe smap = { 0 };
 811         struct bio_vec bvec;
 812         struct bio bio;
 813         int ret = 0;
 814
 815         ASSERT(!(fs_info->sb->s_flags & SB_RDONLY));
 816         BUG_ON(!mirror_num);
 817
 818         if (btrfs_repair_one_zone(fs_info, logical))
 819                 return 0;
 820
 821         /*
 822          * Avoid races with device replace and make sure our bioc has devices
 823          * associated to its stripes that don't go away while we are doing the
 824          * read repair operation.
 825          */
 826         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
 827         ret = btrfs_map_repair_block(fs_info, &smap, logical, length, mirror_num);
 828         if (ret < 0)
 829                 goto out_counter_dec;
 830
 831         if (!smap.dev->bdev ||
 832             !test_bit(BTRFS_DEV_STATE_WRITEABLE, &smap.dev->dev_state)) {
 833                 ret = -EIO;
 834                 goto out_counter_dec;
 835         }
 836
 837         bio_init(&bio, smap.dev->bdev, &bvec, 1, REQ_OP_WRITE | REQ_SYNC);
 838         bio.bi_iter.bi_sector = smap.physical >> SECTOR_SHIFT;
 839         ret = bio_add_folio(&bio, folio, length, folio_offset);
 840         ASSERT(ret);
 841         ret = submit_bio_wait(&bio);
 842         if (ret) {
 843                 /* try to remap that extent elsewhere? */
 844                 btrfs_dev_stat_inc_and_print(smap.dev, BTRFS_DEV_STAT_WRITE_ERRS);
 845                 goto out_bio_uninit;
 846         }
 847
 848         btrfs_info_rl_in_rcu(fs_info,
 849                 "read error corrected: ino %llu off %llu (dev %s sector %llu)",
 850                              ino, start, btrfs_dev_name(smap.dev),
 851                              smap.physical >> SECTOR_SHIFT);
 852         ret = 0;
 853
 854 out_bio_uninit:
 855         bio_uninit(&bio);
 856 out_counter_dec:
 857         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
 858         return ret;
 859 }
 860
 861 /*
 862  * Submit a btrfs_bio based repair write.
 863  *
 864  * If @dev_replace is true, the write would be submitted to dev-replace target.
 865  */
 866 void btrfs_submit_repair_write(struct btrfs_bio *bbio, int mirror_num, bool dev_replace)
 867 {
 868         struct btrfs_fs_info *fs_info = bbio->fs_info;
 869         u64 logical = bbio->bio.bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 870         u64 length = bbio->bio.bi_iter.bi_size;
 871         struct btrfs_io_stripe smap = { 0 };
 872         int ret;
 873
 874         ASSERT(fs_info);
 875         ASSERT(mirror_num > 0);
 876         ASSERT(btrfs_op(&bbio->bio) == BTRFS_MAP_WRITE);
 877         ASSERT(!bbio->inode);
 878
 879         btrfs_bio_counter_inc_blocked(fs_info);
 880         ret = btrfs_map_repair_block(fs_info, &smap, logical, length, mirror_num);
 881         if (ret < 0)
 882                 goto fail;
 883
 884         if (dev_replace) {
 885                 ASSERT(smap.dev == fs_info->dev_replace.srcdev);
 886                 smap.dev = fs_info->dev_replace.tgtdev;
 887         }
 888         btrfs_submit_bio(&bbio->bio, NULL, &smap, mirror_num);
 889         return;
 890
 891 fail:
 892         btrfs_bio_counter_dec(fs_info);
 893         btrfs_bio_end_io(bbio, errno_to_blk_status(ret));
 894 }
 895
 896 int __init btrfs_bioset_init(void)
 897 {
 898         if (bioset_init(&btrfs_bioset, BIO_POOL_SIZE,
 899                         offsetof(struct btrfs_bio, bio),
 900                         BIOSET_NEED_BVECS))
 901                 return -ENOMEM;
 902         if (bioset_init(&btrfs_clone_bioset, BIO_POOL_SIZE,
 903                         offsetof(struct btrfs_bio, bio), 0))
 904                 goto out_free_bioset;
 905         if (bioset_init(&btrfs_repair_bioset, BIO_POOL_SIZE,
 906                         offsetof(struct btrfs_bio, bio),
 907                         BIOSET_NEED_BVECS))
 908                 goto out_free_clone_bioset;
 909         if (mempool_init_kmalloc_pool(&btrfs_failed_bio_pool, BIO_POOL_SIZE,
 910                                       sizeof(struct btrfs_failed_bio)))
 911                 goto out_free_repair_bioset;
 912         return 0;
 913
 914 out_free_repair_bioset:
 915         bioset_exit(&btrfs_repair_bioset);
 916 out_free_clone_bioset:
 917         bioset_exit(&btrfs_clone_bioset);
 918 out_free_bioset:
 919         bioset_exit(&btrfs_bioset);
 920         return -ENOMEM;
 921 }
 922
 923 void __cold btrfs_bioset_exit(void)
 924 {
 925         mempool_exit(&btrfs_failed_bio_pool);
 926         bioset_exit(&btrfs_repair_bioset);
 927         bioset_exit(&btrfs_clone_bioset);
 928         bioset_exit(&btrfs_bioset);
 929 }