]> Git Repo - J-linux.git/blob - fs/btrfs/raid56.c
Merge tag 'vfs-6.13-rc7.fixes' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/vfs/vfs
[J-linux.git] / fs / btrfs / raid56.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
4  * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
5  */
6
7 #include <linux/sched.h>
8 #include <linux/bio.h>
9 #include <linux/slab.h>
10 #include <linux/blkdev.h>
11 #include <linux/raid/pq.h>
12 #include <linux/hash.h>
13 #include <linux/list_sort.h>
14 #include <linux/raid/xor.h>
15 #include <linux/mm.h>
16 #include "messages.h"
17 #include "ctree.h"
18 #include "disk-io.h"
19 #include "volumes.h"
20 #include "raid56.h"
21 #include "async-thread.h"
22 #include "file-item.h"
23 #include "btrfs_inode.h"
24
25 /* set when additional merges to this rbio are not allowed */
26 #define RBIO_RMW_LOCKED_BIT     1
27
28 /*
29  * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
30  * of past RMW
31  */
32 #define RBIO_CACHE_BIT          2
33
34 /*
35  * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
36  */
37 #define RBIO_CACHE_READY_BIT    3
38
39 #define RBIO_CACHE_SIZE 1024
40
41 #define BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS                            11
42
43 static void dump_bioc(const struct btrfs_fs_info *fs_info, const struct btrfs_io_context *bioc)
44 {
45         if (unlikely(!bioc)) {
46                 btrfs_crit(fs_info, "bioc=NULL");
47                 return;
48         }
49         btrfs_crit(fs_info,
50 "bioc logical=%llu full_stripe=%llu size=%llu map_type=0x%llx mirror=%u replace_nr_stripes=%u replace_stripe_src=%d num_stripes=%u",
51                 bioc->logical, bioc->full_stripe_logical, bioc->size,
52                 bioc->map_type, bioc->mirror_num, bioc->replace_nr_stripes,
53                 bioc->replace_stripe_src, bioc->num_stripes);
54         for (int i = 0; i < bioc->num_stripes; i++) {
55                 btrfs_crit(fs_info, "    nr=%d devid=%llu physical=%llu",
56                            i, bioc->stripes[i].dev->devid,
57                            bioc->stripes[i].physical);
58         }
59 }
60
61 static void btrfs_dump_rbio(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
62                             const struct btrfs_raid_bio *rbio)
63 {
64         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
65                 return;
66
67         dump_bioc(fs_info, rbio->bioc);
68         btrfs_crit(fs_info,
69 "rbio flags=0x%lx nr_sectors=%u nr_data=%u real_stripes=%u stripe_nsectors=%u scrubp=%u dbitmap=0x%lx",
70                 rbio->flags, rbio->nr_sectors, rbio->nr_data,
71                 rbio->real_stripes, rbio->stripe_nsectors,
72                 rbio->scrubp, rbio->dbitmap);
73 }
74
75 #define ASSERT_RBIO(expr, rbio)                                         \
76 ({                                                                      \
77         if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) {     \
78                 const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ?  \
79                                         (rbio)->bioc->fs_info : NULL;   \
80                                                                         \
81                 btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));                     \
82         }                                                               \
83         ASSERT((expr));                                                 \
84 })
85
86 #define ASSERT_RBIO_STRIPE(expr, rbio, stripe_nr)                       \
87 ({                                                                      \
88         if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) {     \
89                 const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ?  \
90                                         (rbio)->bioc->fs_info : NULL;   \
91                                                                         \
92                 btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));                     \
93                 btrfs_crit(__fs_info, "stripe_nr=%d", (stripe_nr));     \
94         }                                                               \
95         ASSERT((expr));                                                 \
96 })
97
98 #define ASSERT_RBIO_SECTOR(expr, rbio, sector_nr)                       \
99 ({                                                                      \
100         if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) {     \
101                 const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ?  \
102                                         (rbio)->bioc->fs_info : NULL;   \
103                                                                         \
104                 btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));                     \
105                 btrfs_crit(__fs_info, "sector_nr=%d", (sector_nr));     \
106         }                                                               \
107         ASSERT((expr));                                                 \
108 })
109
110 #define ASSERT_RBIO_LOGICAL(expr, rbio, logical)                        \
111 ({                                                                      \
112         if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) {     \
113                 const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ?  \
114                                         (rbio)->bioc->fs_info : NULL;   \
115                                                                         \
116                 btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));                     \
117                 btrfs_crit(__fs_info, "logical=%llu", (logical));               \
118         }                                                               \
119         ASSERT((expr));                                                 \
120 })
121
122 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
123 struct btrfs_stripe_hash {
124         struct list_head hash_list;
125         spinlock_t lock;
126 };
127
128 /* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
129 struct btrfs_stripe_hash_table {
130         struct list_head stripe_cache;
131         spinlock_t cache_lock;
132         int cache_size;
133         struct btrfs_stripe_hash table[];
134 };
135
136 /*
137  * A bvec like structure to present a sector inside a page.
138  *
139  * Unlike bvec we don't need bvlen, as it's fixed to sectorsize.
140  */
141 struct sector_ptr {
142         struct page *page;
143         unsigned int pgoff:24;
144         unsigned int uptodate:8;
145 };
146
147 static void rmw_rbio_work(struct work_struct *work);
148 static void rmw_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
149 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
150 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
151
152 static int finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio);
153 static void scrub_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
154
155 static void free_raid_bio_pointers(struct btrfs_raid_bio *rbio)
156 {
157         bitmap_free(rbio->error_bitmap);
158         kfree(rbio->stripe_pages);
159         kfree(rbio->bio_sectors);
160         kfree(rbio->stripe_sectors);
161         kfree(rbio->finish_pointers);
162 }
163
164 static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
165 {
166         int i;
167
168         if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
169                 return;
170
171         WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
172         WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
173         WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
174
175         for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
176                 if (rbio->stripe_pages[i]) {
177                         __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
178                         rbio->stripe_pages[i] = NULL;
179                 }
180         }
181
182         btrfs_put_bioc(rbio->bioc);
183         free_raid_bio_pointers(rbio);
184         kfree(rbio);
185 }
186
187 static void start_async_work(struct btrfs_raid_bio *rbio, work_func_t work_func)
188 {
189         INIT_WORK(&rbio->work, work_func);
190         queue_work(rbio->bioc->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
191 }
192
193 /*
194  * the stripe hash table is used for locking, and to collect
195  * bios in hopes of making a full stripe
196  */
197 int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
198 {
199         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
200         struct btrfs_stripe_hash_table *x;
201         struct btrfs_stripe_hash *cur;
202         struct btrfs_stripe_hash *h;
203         int num_entries = 1 << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;
204         int i;
205
206         if (info->stripe_hash_table)
207                 return 0;
208
209         /*
210          * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
211          * order 7 in case lock debugging is turned on.
212          *
213          * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
214          * of a failing mount.
215          */
216         table = kvzalloc(struct_size(table, table, num_entries), GFP_KERNEL);
217         if (!table)
218                 return -ENOMEM;
219
220         spin_lock_init(&table->cache_lock);
221         INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);
222
223         h = table->table;
224
225         for (i = 0; i < num_entries; i++) {
226                 cur = h + i;
227                 INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
228                 spin_lock_init(&cur->lock);
229         }
230
231         x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
232         kvfree(x);
233         return 0;
234 }
235
236 /*
237  * caching an rbio means to copy anything from the
238  * bio_sectors array into the stripe_pages array.  We
239  * use the page uptodate bit in the stripe cache array
240  * to indicate if it has valid data
241  *
242  * once the caching is done, we set the cache ready
243  * bit.
244  */
245 static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
246 {
247         int i;
248         int ret;
249
250         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
251         if (ret)
252                 return;
253
254         for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
255                 /* Some range not covered by bio (partial write), skip it */
256                 if (!rbio->bio_sectors[i].page) {
257                         /*
258                          * Even if the sector is not covered by bio, if it is
259                          * a data sector it should still be uptodate as it is
260                          * read from disk.
261                          */
262                         if (i < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors)
263                                 ASSERT(rbio->stripe_sectors[i].uptodate);
264                         continue;
265                 }
266
267                 ASSERT(rbio->stripe_sectors[i].page);
268                 memcpy_page(rbio->stripe_sectors[i].page,
269                             rbio->stripe_sectors[i].pgoff,
270                             rbio->bio_sectors[i].page,
271                             rbio->bio_sectors[i].pgoff,
272                             rbio->bioc->fs_info->sectorsize);
273                 rbio->stripe_sectors[i].uptodate = 1;
274         }
275         set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
276 }
277
278 /*
279  * we hash on the first logical address of the stripe
280  */
281 static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
282 {
283         u64 num = rbio->bioc->full_stripe_logical;
284
285         /*
286          * we shift down quite a bit.  We're using byte
287          * addressing, and most of the lower bits are zeros.
288          * This tends to upset hash_64, and it consistently
289          * returns just one or two different values.
290          *
291          * shifting off the lower bits fixes things.
292          */
293         return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
294 }
295
296 static bool full_page_sectors_uptodate(struct btrfs_raid_bio *rbio,
297                                        unsigned int page_nr)
298 {
299         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
300         const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
301         int i;
302
303         ASSERT(page_nr < rbio->nr_pages);
304
305         for (i = sectors_per_page * page_nr;
306              i < sectors_per_page * page_nr + sectors_per_page;
307              i++) {
308                 if (!rbio->stripe_sectors[i].uptodate)
309                         return false;
310         }
311         return true;
312 }
313
314 /*
315  * Update the stripe_sectors[] array to use correct page and pgoff
316  *
317  * Should be called every time any page pointer in stripes_pages[] got modified.
318  */
319 static void index_stripe_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
320 {
321         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
322         u32 offset;
323         int i;
324
325         for (i = 0, offset = 0; i < rbio->nr_sectors; i++, offset += sectorsize) {
326                 int page_index = offset >> PAGE_SHIFT;
327
328                 ASSERT(page_index < rbio->nr_pages);
329                 rbio->stripe_sectors[i].page = rbio->stripe_pages[page_index];
330                 rbio->stripe_sectors[i].pgoff = offset_in_page(offset);
331         }
332 }
333
334 static void steal_rbio_page(struct btrfs_raid_bio *src,
335                             struct btrfs_raid_bio *dest, int page_nr)
336 {
337         const u32 sectorsize = src->bioc->fs_info->sectorsize;
338         const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
339         int i;
340
341         if (dest->stripe_pages[page_nr])
342                 __free_page(dest->stripe_pages[page_nr]);
343         dest->stripe_pages[page_nr] = src->stripe_pages[page_nr];
344         src->stripe_pages[page_nr] = NULL;
345
346         /* Also update the sector->uptodate bits. */
347         for (i = sectors_per_page * page_nr;
348              i < sectors_per_page * page_nr + sectors_per_page; i++)
349                 dest->stripe_sectors[i].uptodate = true;
350 }
351
352 static bool is_data_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int page_nr)
353 {
354         const int sector_nr = (page_nr << PAGE_SHIFT) >>
355                               rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits;
356
357         /*
358          * We have ensured PAGE_SIZE is aligned with sectorsize, thus
359          * we won't have a page which is half data half parity.
360          *
361          * Thus if the first sector of the page belongs to data stripes, then
362          * the full page belongs to data stripes.
363          */
364         return (sector_nr < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors);
365 }
366
367 /*
368  * Stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe array
369  * in the source rbio and putting them into the destination rbio.
370  *
371  * This will also update the involved stripe_sectors[] which are referring to
372  * the old pages.
373  */
374 static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
375 {
376         int i;
377
378         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
379                 return;
380
381         for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
382                 struct page *p = src->stripe_pages[i];
383
384                 /*
385                  * We don't need to steal P/Q pages as they will always be
386                  * regenerated for RMW or full write anyway.
387                  */
388                 if (!is_data_stripe_page(src, i))
389                         continue;
390
391                 /*
392                  * If @src already has RBIO_CACHE_READY_BIT, it should have
393                  * all data stripe pages present and uptodate.
394                  */
395                 ASSERT(p);
396                 ASSERT(full_page_sectors_uptodate(src, i));
397                 steal_rbio_page(src, dest, i);
398         }
399         index_stripe_sectors(dest);
400         index_stripe_sectors(src);
401 }
402
403 /*
404  * merging means we take the bio_list from the victim and
405  * splice it into the destination.  The victim should
406  * be discarded afterwards.
407  *
408  * must be called with dest->rbio_list_lock held
409  */
410 static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
411                        struct btrfs_raid_bio *victim)
412 {
413         bio_list_merge_init(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
414         dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
415         /* Also inherit the bitmaps from @victim. */
416         bitmap_or(&dest->dbitmap, &victim->dbitmap, &dest->dbitmap,
417                   dest->stripe_nsectors);
418 }
419
420 /*
421  * used to prune items that are in the cache.  The caller
422  * must hold the hash table lock.
423  */
424 static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
425 {
426         int bucket = rbio_bucket(rbio);
427         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
428         struct btrfs_stripe_hash *h;
429         int freeit = 0;
430
431         /*
432          * check the bit again under the hash table lock.
433          */
434         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
435                 return;
436
437         table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
438         h = table->table + bucket;
439
440         /* hold the lock for the bucket because we may be
441          * removing it from the hash table
442          */
443         spin_lock(&h->lock);
444
445         /*
446          * hold the lock for the bio list because we need
447          * to make sure the bio list is empty
448          */
449         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
450
451         if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
452                 list_del_init(&rbio->stripe_cache);
453                 table->cache_size -= 1;
454                 freeit = 1;
455
456                 /* if the bio list isn't empty, this rbio is
457                  * still involved in an IO.  We take it out
458                  * of the cache list, and drop the ref that
459                  * was held for the list.
460                  *
461                  * If the bio_list was empty, we also remove
462                  * the rbio from the hash_table, and drop
463                  * the corresponding ref
464                  */
465                 if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
466                         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
467                                 list_del_init(&rbio->hash_list);
468                                 refcount_dec(&rbio->refs);
469                                 BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
470                         }
471                 }
472         }
473
474         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
475         spin_unlock(&h->lock);
476
477         if (freeit)
478                 free_raid_bio(rbio);
479 }
480
481 /*
482  * prune a given rbio from the cache
483  */
484 static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
485 {
486         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
487
488         if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
489                 return;
490
491         table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
492
493         spin_lock(&table->cache_lock);
494         __remove_rbio_from_cache(rbio);
495         spin_unlock(&table->cache_lock);
496 }
497
498 /*
499  * remove everything in the cache
500  */
501 static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
502 {
503         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
504         struct btrfs_raid_bio *rbio;
505
506         table = info->stripe_hash_table;
507
508         spin_lock(&table->cache_lock);
509         while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
510                 rbio = list_entry(table->stripe_cache.next,
511                                   struct btrfs_raid_bio,
512                                   stripe_cache);
513                 __remove_rbio_from_cache(rbio);
514         }
515         spin_unlock(&table->cache_lock);
516 }
517
518 /*
519  * remove all cached entries and free the hash table
520  * used by unmount
521  */
522 void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
523 {
524         if (!info->stripe_hash_table)
525                 return;
526         btrfs_clear_rbio_cache(info);
527         kvfree(info->stripe_hash_table);
528         info->stripe_hash_table = NULL;
529 }
530
531 /*
532  * insert an rbio into the stripe cache.  It
533  * must have already been prepared by calling
534  * cache_rbio_pages
535  *
536  * If this rbio was already cached, it gets
537  * moved to the front of the lru.
538  *
539  * If the size of the rbio cache is too big, we
540  * prune an item.
541  */
542 static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
543 {
544         struct btrfs_stripe_hash_table *table;
545
546         if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
547                 return;
548
549         table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
550
551         spin_lock(&table->cache_lock);
552         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
553
554         /* bump our ref if we were not in the list before */
555         if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
556                 refcount_inc(&rbio->refs);
557
558         if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
559                 list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
560         } else {
561                 list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
562                 table->cache_size += 1;
563         }
564
565         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
566
567         if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
568                 struct btrfs_raid_bio *found;
569
570                 found = list_entry(table->stripe_cache.prev,
571                                   struct btrfs_raid_bio,
572                                   stripe_cache);
573
574                 if (found != rbio)
575                         __remove_rbio_from_cache(found);
576         }
577
578         spin_unlock(&table->cache_lock);
579 }
580
581 /*
582  * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
583  * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
584  * loop through.
585  */
586 static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
587 {
588         int src_off = 0;
589         int xor_src_cnt = 0;
590         void *dest = pages[src_cnt];
591
592         while(src_cnt > 0) {
593                 xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
594                 xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);
595
596                 src_cnt -= xor_src_cnt;
597                 src_off += xor_src_cnt;
598         }
599 }
600
601 /*
602  * Returns true if the bio list inside this rbio covers an entire stripe (no
603  * rmw required).
604  */
605 static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
606 {
607         unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
608         int ret = 1;
609
610         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
611         if (size != rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN)
612                 ret = 0;
613         BUG_ON(size > rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN);
614         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
615
616         return ret;
617 }
618
619 /*
620  * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
621  * The merging is safe if the two rbios correspond to
622  * the same stripe and if they are both going in the same
623  * direction (read vs write), and if neither one is
624  * locked for final IO
625  *
626  * The caller is responsible for locking such that
627  * rmw_locked is safe to test
628  */
629 static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
630                           struct btrfs_raid_bio *cur)
631 {
632         if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
633             test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
634                 return 0;
635
636         /*
637          * we can't merge with cached rbios, since the
638          * idea is that when we merge the destination
639          * rbio is going to run our IO for us.  We can
640          * steal from cached rbios though, other functions
641          * handle that.
642          */
643         if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
644             test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
645                 return 0;
646
647         if (last->bioc->full_stripe_logical != cur->bioc->full_stripe_logical)
648                 return 0;
649
650         /* we can't merge with different operations */
651         if (last->operation != cur->operation)
652                 return 0;
653         /*
654          * We've need read the full stripe from the drive.
655          * check and repair the parity and write the new results.
656          *
657          * We're not allowed to add any new bios to the
658          * bio list here, anyone else that wants to
659          * change this stripe needs to do their own rmw.
660          */
661         if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
662                 return 0;
663
664         if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
665                 return 0;
666
667         return 1;
668 }
669
670 static unsigned int rbio_stripe_sector_index(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
671                                              unsigned int stripe_nr,
672                                              unsigned int sector_nr)
673 {
674         ASSERT_RBIO_STRIPE(stripe_nr < rbio->real_stripes, rbio, stripe_nr);
675         ASSERT_RBIO_SECTOR(sector_nr < rbio->stripe_nsectors, rbio, sector_nr);
676
677         return stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
678 }
679
680 /* Return a sector from rbio->stripe_sectors, not from the bio list */
681 static struct sector_ptr *rbio_stripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
682                                              unsigned int stripe_nr,
683                                              unsigned int sector_nr)
684 {
685         return &rbio->stripe_sectors[rbio_stripe_sector_index(rbio, stripe_nr,
686                                                               sector_nr)];
687 }
688
689 /* Grab a sector inside P stripe */
690 static struct sector_ptr *rbio_pstripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
691                                               unsigned int sector_nr)
692 {
693         return rbio_stripe_sector(rbio, rbio->nr_data, sector_nr);
694 }
695
696 /* Grab a sector inside Q stripe, return NULL if not RAID6 */
697 static struct sector_ptr *rbio_qstripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
698                                               unsigned int sector_nr)
699 {
700         if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
701                 return NULL;
702         return rbio_stripe_sector(rbio, rbio->nr_data + 1, sector_nr);
703 }
704
705 /*
706  * The first stripe in the table for a logical address
707  * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
708  *
709  * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
710  * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
711  * themselves.
712  *
713  * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
714  * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
715  * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
716  *
717  * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
718  * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
719  * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
720  * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
721  * 1 is returned
722  *
723  * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
724  * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
725  * already been freed.
726  */
727 static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
728 {
729         struct btrfs_stripe_hash *h;
730         struct btrfs_raid_bio *cur;
731         struct btrfs_raid_bio *pending;
732         struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
733         struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
734         int ret = 0;
735
736         h = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table->table + rbio_bucket(rbio);
737
738         spin_lock(&h->lock);
739         list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
740                 if (cur->bioc->full_stripe_logical != rbio->bioc->full_stripe_logical)
741                         continue;
742
743                 spin_lock(&cur->bio_list_lock);
744
745                 /* Can we steal this cached rbio's pages? */
746                 if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
747                     list_empty(&cur->plug_list) &&
748                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
749                     !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
750                         list_del_init(&cur->hash_list);
751                         refcount_dec(&cur->refs);
752
753                         steal_rbio(cur, rbio);
754                         cache_drop = cur;
755                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
756
757                         goto lockit;
758                 }
759
760                 /* Can we merge into the lock owner? */
761                 if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
762                         merge_rbio(cur, rbio);
763                         spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
764                         freeit = rbio;
765                         ret = 1;
766                         goto out;
767                 }
768
769
770                 /*
771                  * We couldn't merge with the running rbio, see if we can merge
772                  * with the pending ones.  We don't have to check for rmw_locked
773                  * because there is no way they are inside finish_rmw right now
774                  */
775                 list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list, plug_list) {
776                         if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
777                                 merge_rbio(pending, rbio);
778                                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
779                                 freeit = rbio;
780                                 ret = 1;
781                                 goto out;
782                         }
783                 }
784
785                 /*
786                  * No merging, put us on the tail of the plug list, our rbio
787                  * will be started with the currently running rbio unlocks
788                  */
789                 list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
790                 spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
791                 ret = 1;
792                 goto out;
793         }
794 lockit:
795         refcount_inc(&rbio->refs);
796         list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
797 out:
798         spin_unlock(&h->lock);
799         if (cache_drop)
800                 remove_rbio_from_cache(cache_drop);
801         if (freeit)
802                 free_raid_bio(freeit);
803         return ret;
804 }
805
806 static void recover_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
807
808 /*
809  * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
810  * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
811  */
812 static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
813 {
814         int bucket;
815         struct btrfs_stripe_hash *h;
816         int keep_cache = 0;
817
818         bucket = rbio_bucket(rbio);
819         h = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;
820
821         if (list_empty(&rbio->plug_list))
822                 cache_rbio(rbio);
823
824         spin_lock(&h->lock);
825         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
826
827         if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
828                 /*
829                  * if we're still cached and there is no other IO
830                  * to perform, just leave this rbio here for others
831                  * to steal from later
832                  */
833                 if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
834                     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
835                         keep_cache = 1;
836                         clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
837                         BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
838                         goto done;
839                 }
840
841                 list_del_init(&rbio->hash_list);
842                 refcount_dec(&rbio->refs);
843
844                 /*
845                  * we use the plug list to hold all the rbios
846                  * waiting for the chance to lock this stripe.
847                  * hand the lock over to one of them.
848                  */
849                 if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
850                         struct btrfs_raid_bio *next;
851                         struct list_head *head = rbio->plug_list.next;
852
853                         next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
854                                           plug_list);
855
856                         list_del_init(&rbio->plug_list);
857
858                         list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
859                         refcount_inc(&next->refs);
860                         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
861                         spin_unlock(&h->lock);
862
863                         if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
864                                 start_async_work(next, recover_rbio_work_locked);
865                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
866                                 steal_rbio(rbio, next);
867                                 start_async_work(next, rmw_rbio_work_locked);
868                         } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
869                                 steal_rbio(rbio, next);
870                                 start_async_work(next, scrub_rbio_work_locked);
871                         }
872
873                         goto done_nolock;
874                 }
875         }
876 done:
877         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
878         spin_unlock(&h->lock);
879
880 done_nolock:
881         if (!keep_cache)
882                 remove_rbio_from_cache(rbio);
883 }
884
885 static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t err)
886 {
887         struct bio *next;
888
889         while (cur) {
890                 next = cur->bi_next;
891                 cur->bi_next = NULL;
892                 cur->bi_status = err;
893                 bio_endio(cur);
894                 cur = next;
895         }
896 }
897
898 /*
899  * this frees the rbio and runs through all the bios in the
900  * bio_list and calls end_io on them
901  */
902 static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t err)
903 {
904         struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
905         struct bio *extra;
906
907         kfree(rbio->csum_buf);
908         bitmap_free(rbio->csum_bitmap);
909         rbio->csum_buf = NULL;
910         rbio->csum_bitmap = NULL;
911
912         /*
913          * Clear the data bitmap, as the rbio may be cached for later usage.
914          * do this before before unlock_stripe() so there will be no new bio
915          * for this bio.
916          */
917         bitmap_clear(&rbio->dbitmap, 0, rbio->stripe_nsectors);
918
919         /*
920          * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
921          * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
922          * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
923          * becomes non-empty.
924          * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
925          * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
926          */
927         unlock_stripe(rbio);
928         extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
929         free_raid_bio(rbio);
930
931         rbio_endio_bio_list(cur, err);
932         if (extra)
933                 rbio_endio_bio_list(extra, err);
934 }
935
936 /*
937  * Get a sector pointer specified by its @stripe_nr and @sector_nr.
938  *
939  * @rbio:               The raid bio
940  * @stripe_nr:          Stripe number, valid range [0, real_stripe)
941  * @sector_nr:          Sector number inside the stripe,
942  *                      valid range [0, stripe_nsectors)
943  * @bio_list_only:      Whether to use sectors inside the bio list only.
944  *
945  * The read/modify/write code wants to reuse the original bio page as much
946  * as possible, and only use stripe_sectors as fallback.
947  */
948 static struct sector_ptr *sector_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
949                                          int stripe_nr, int sector_nr,
950                                          bool bio_list_only)
951 {
952         struct sector_ptr *sector;
953         int index;
954
955         ASSERT_RBIO_STRIPE(stripe_nr >= 0 && stripe_nr < rbio->real_stripes,
956                            rbio, stripe_nr);
957         ASSERT_RBIO_SECTOR(sector_nr >= 0 && sector_nr < rbio->stripe_nsectors,
958                            rbio, sector_nr);
959
960         index = stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
961         ASSERT(index >= 0 && index < rbio->nr_sectors);
962
963         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
964         sector = &rbio->bio_sectors[index];
965         if (sector->page || bio_list_only) {
966                 /* Don't return sector without a valid page pointer */
967                 if (!sector->page)
968                         sector = NULL;
969                 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
970                 return sector;
971         }
972         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
973
974         return &rbio->stripe_sectors[index];
975 }
976
977 /*
978  * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
979  * this does not allocate any pages for rbio->pages.
980  */
981 static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
982                                          struct btrfs_io_context *bioc)
983 {
984         const unsigned int real_stripes = bioc->num_stripes - bioc->replace_nr_stripes;
985         const unsigned int stripe_npages = BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT;
986         const unsigned int num_pages = stripe_npages * real_stripes;
987         const unsigned int stripe_nsectors =
988                 BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits;
989         const unsigned int num_sectors = stripe_nsectors * real_stripes;
990         struct btrfs_raid_bio *rbio;
991
992         /* PAGE_SIZE must also be aligned to sectorsize for subpage support */
993         ASSERT(IS_ALIGNED(PAGE_SIZE, fs_info->sectorsize));
994         /*
995          * Our current stripe len should be fixed to 64k thus stripe_nsectors
996          * (at most 16) should be no larger than BITS_PER_LONG.
997          */
998         ASSERT(stripe_nsectors <= BITS_PER_LONG);
999
1000         /*
1001          * Real stripes must be between 2 (2 disks RAID5, aka RAID1) and 256
1002          * (limited by u8).
1003          */
1004         ASSERT(real_stripes >= 2);
1005         ASSERT(real_stripes <= U8_MAX);
1006
1007         rbio = kzalloc(sizeof(*rbio), GFP_NOFS);
1008         if (!rbio)
1009                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1010         rbio->stripe_pages = kcalloc(num_pages, sizeof(struct page *),
1011                                      GFP_NOFS);
1012         rbio->bio_sectors = kcalloc(num_sectors, sizeof(struct sector_ptr),
1013                                     GFP_NOFS);
1014         rbio->stripe_sectors = kcalloc(num_sectors, sizeof(struct sector_ptr),
1015                                        GFP_NOFS);
1016         rbio->finish_pointers = kcalloc(real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1017         rbio->error_bitmap = bitmap_zalloc(num_sectors, GFP_NOFS);
1018
1019         if (!rbio->stripe_pages || !rbio->bio_sectors || !rbio->stripe_sectors ||
1020             !rbio->finish_pointers || !rbio->error_bitmap) {
1021                 free_raid_bio_pointers(rbio);
1022                 kfree(rbio);
1023                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
1024         }
1025
1026         bio_list_init(&rbio->bio_list);
1027         init_waitqueue_head(&rbio->io_wait);
1028         INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
1029         spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
1030         INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
1031         INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
1032         btrfs_get_bioc(bioc);
1033         rbio->bioc = bioc;
1034         rbio->nr_pages = num_pages;
1035         rbio->nr_sectors = num_sectors;
1036         rbio->real_stripes = real_stripes;
1037         rbio->stripe_npages = stripe_npages;
1038         rbio->stripe_nsectors = stripe_nsectors;
1039         refcount_set(&rbio->refs, 1);
1040         atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);
1041
1042         ASSERT(btrfs_nr_parity_stripes(bioc->map_type));
1043         rbio->nr_data = real_stripes - btrfs_nr_parity_stripes(bioc->map_type);
1044         ASSERT(rbio->nr_data > 0);
1045
1046         return rbio;
1047 }
1048
1049 /* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
1050 static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1051 {
1052         int ret;
1053
1054         ret = btrfs_alloc_page_array(rbio->nr_pages, rbio->stripe_pages, false);
1055         if (ret < 0)
1056                 return ret;
1057         /* Mapping all sectors */
1058         index_stripe_sectors(rbio);
1059         return 0;
1060 }
1061
1062 /* only allocate pages for p/q stripes */
1063 static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1064 {
1065         const int data_pages = rbio->nr_data * rbio->stripe_npages;
1066         int ret;
1067
1068         ret = btrfs_alloc_page_array(rbio->nr_pages - data_pages,
1069                                      rbio->stripe_pages + data_pages, false);
1070         if (ret < 0)
1071                 return ret;
1072
1073         index_stripe_sectors(rbio);
1074         return 0;
1075 }
1076
1077 /*
1078  * Return the total number of errors found in the vertical stripe of @sector_nr.
1079  *
1080  * @faila and @failb will also be updated to the first and second stripe
1081  * number of the errors.
1082  */
1083 static int get_rbio_veritical_errors(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sector_nr,
1084                                      int *faila, int *failb)
1085 {
1086         int stripe_nr;
1087         int found_errors = 0;
1088
1089         if (faila || failb) {
1090                 /*
1091                  * Both @faila and @failb should be valid pointers if any of
1092                  * them is specified.
1093                  */
1094                 ASSERT(faila && failb);
1095                 *faila = -1;
1096                 *failb = -1;
1097         }
1098
1099         for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
1100                 int total_sector_nr = stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
1101
1102                 if (test_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap)) {
1103                         found_errors++;
1104                         if (faila) {
1105                                 /* Update faila and failb. */
1106                                 if (*faila < 0)
1107                                         *faila = stripe_nr;
1108                                 else if (*failb < 0)
1109                                         *failb = stripe_nr;
1110                         }
1111                 }
1112         }
1113         return found_errors;
1114 }
1115
1116 /*
1117  * Add a single sector @sector into our list of bios for IO.
1118  *
1119  * Return 0 if everything went well.
1120  * Return <0 for error.
1121  */
1122 static int rbio_add_io_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1123                               struct bio_list *bio_list,
1124                               struct sector_ptr *sector,
1125                               unsigned int stripe_nr,
1126                               unsigned int sector_nr,
1127                               enum req_op op)
1128 {
1129         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1130         struct bio *last = bio_list->tail;
1131         int ret;
1132         struct bio *bio;
1133         struct btrfs_io_stripe *stripe;
1134         u64 disk_start;
1135
1136         /*
1137          * Note: here stripe_nr has taken device replace into consideration,
1138          * thus it can be larger than rbio->real_stripe.
1139          * So here we check against bioc->num_stripes, not rbio->real_stripes.
1140          */
1141         ASSERT_RBIO_STRIPE(stripe_nr >= 0 && stripe_nr < rbio->bioc->num_stripes,
1142                            rbio, stripe_nr);
1143         ASSERT_RBIO_SECTOR(sector_nr >= 0 && sector_nr < rbio->stripe_nsectors,
1144                            rbio, sector_nr);
1145         ASSERT(sector->page);
1146
1147         stripe = &rbio->bioc->stripes[stripe_nr];
1148         disk_start = stripe->physical + sector_nr * sectorsize;
1149
1150         /* if the device is missing, just fail this stripe */
1151         if (!stripe->dev->bdev) {
1152                 int found_errors;
1153
1154                 set_bit(stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr,
1155                         rbio->error_bitmap);
1156
1157                 /* Check if we have reached tolerance early. */
1158                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
1159                                                          NULL, NULL);
1160                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors)
1161                         return -EIO;
1162                 return 0;
1163         }
1164
1165         /* see if we can add this page onto our existing bio */
1166         if (last) {
1167                 u64 last_end = last->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
1168                 last_end += last->bi_iter.bi_size;
1169
1170                 /*
1171                  * we can't merge these if they are from different
1172                  * devices or if they are not contiguous
1173                  */
1174                 if (last_end == disk_start && !last->bi_status &&
1175                     last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
1176                         ret = bio_add_page(last, sector->page, sectorsize,
1177                                            sector->pgoff);
1178                         if (ret == sectorsize)
1179                                 return 0;
1180                 }
1181         }
1182
1183         /* put a new bio on the list */
1184         bio = bio_alloc(stripe->dev->bdev,
1185                         max(BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT, 1),
1186                         op, GFP_NOFS);
1187         bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> SECTOR_SHIFT;
1188         bio->bi_private = rbio;
1189
1190         __bio_add_page(bio, sector->page, sectorsize, sector->pgoff);
1191         bio_list_add(bio_list, bio);
1192         return 0;
1193 }
1194
1195 static void index_one_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1196 {
1197         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1198         struct bio_vec bvec;
1199         struct bvec_iter iter;
1200         u32 offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
1201                      rbio->bioc->full_stripe_logical;
1202
1203         bio_for_each_segment(bvec, bio, iter) {
1204                 u32 bvec_offset;
1205
1206                 for (bvec_offset = 0; bvec_offset < bvec.bv_len;
1207                      bvec_offset += sectorsize, offset += sectorsize) {
1208                         int index = offset / sectorsize;
1209                         struct sector_ptr *sector = &rbio->bio_sectors[index];
1210
1211                         sector->page = bvec.bv_page;
1212                         sector->pgoff = bvec.bv_offset + bvec_offset;
1213                         ASSERT(sector->pgoff < PAGE_SIZE);
1214                 }
1215         }
1216 }
1217
1218 /*
1219  * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
1220  * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
1221  * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
1222  * reconstruction.
1223  *
1224  * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
1225  */
1226 static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1227 {
1228         struct bio *bio;
1229
1230         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
1231         bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list)
1232                 index_one_bio(rbio, bio);
1233
1234         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
1235 }
1236
1237 static void bio_get_trace_info(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio,
1238                                struct raid56_bio_trace_info *trace_info)
1239 {
1240         const struct btrfs_io_context *bioc = rbio->bioc;
1241         int i;
1242
1243         ASSERT(bioc);
1244
1245         /* We rely on bio->bi_bdev to find the stripe number. */
1246         if (!bio->bi_bdev)
1247                 goto not_found;
1248
1249         for (i = 0; i < bioc->num_stripes; i++) {
1250                 if (bio->bi_bdev != bioc->stripes[i].dev->bdev)
1251                         continue;
1252                 trace_info->stripe_nr = i;
1253                 trace_info->devid = bioc->stripes[i].dev->devid;
1254                 trace_info->offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
1255                                      bioc->stripes[i].physical;
1256                 return;
1257         }
1258
1259 not_found:
1260         trace_info->devid = -1;
1261         trace_info->offset = -1;
1262         trace_info->stripe_nr = -1;
1263 }
1264
1265 static inline void bio_list_put(struct bio_list *bio_list)
1266 {
1267         struct bio *bio;
1268
1269         while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
1270                 bio_put(bio);
1271 }
1272
1273 static void assert_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1274 {
1275         if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
1276                 return;
1277
1278         /*
1279          * At least two stripes (2 disks RAID5), and since real_stripes is U8,
1280          * we won't go beyond 256 disks anyway.
1281          */
1282         ASSERT_RBIO(rbio->real_stripes >= 2, rbio);
1283         ASSERT_RBIO(rbio->nr_data > 0, rbio);
1284
1285         /*
1286          * This is another check to make sure nr data stripes is smaller
1287          * than total stripes.
1288          */
1289         ASSERT_RBIO(rbio->nr_data < rbio->real_stripes, rbio);
1290 }
1291
1292 /* Generate PQ for one vertical stripe. */
1293 static void generate_pq_vertical(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sectornr)
1294 {
1295         void **pointers = rbio->finish_pointers;
1296         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1297         struct sector_ptr *sector;
1298         int stripe;
1299         const bool has_qstripe = rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6;
1300
1301         /* First collect one sector from each data stripe */
1302         for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
1303                 sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 0);
1304                 pointers[stripe] = kmap_local_page(sector->page) +
1305                                    sector->pgoff;
1306         }
1307
1308         /* Then add the parity stripe */
1309         sector = rbio_pstripe_sector(rbio, sectornr);
1310         sector->uptodate = 1;
1311         pointers[stripe++] = kmap_local_page(sector->page) + sector->pgoff;
1312
1313         if (has_qstripe) {
1314                 /*
1315                  * RAID6, add the qstripe and call the library function
1316                  * to fill in our p/q
1317                  */
1318                 sector = rbio_qstripe_sector(rbio, sectornr);
1319                 sector->uptodate = 1;
1320                 pointers[stripe++] = kmap_local_page(sector->page) +
1321                                      sector->pgoff;
1322
1323                 assert_rbio(rbio);
1324                 raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, sectorsize,
1325                                         pointers);
1326         } else {
1327                 /* raid5 */
1328                 memcpy(pointers[rbio->nr_data], pointers[0], sectorsize);
1329                 run_xor(pointers + 1, rbio->nr_data - 1, sectorsize);
1330         }
1331         for (stripe = stripe - 1; stripe >= 0; stripe--)
1332                 kunmap_local(pointers[stripe]);
1333 }
1334
1335 static int rmw_assemble_write_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1336                                    struct bio_list *bio_list)
1337 {
1338         /* The total sector number inside the full stripe. */
1339         int total_sector_nr;
1340         int sectornr;
1341         int stripe;
1342         int ret;
1343
1344         ASSERT(bio_list_size(bio_list) == 0);
1345
1346         /* We should have at least one data sector. */
1347         ASSERT(bitmap_weight(&rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors));
1348
1349         /*
1350          * Reset errors, as we may have errors inherited from from degraded
1351          * write.
1352          */
1353         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
1354
1355         /*
1356          * Start assembly.  Make bios for everything from the higher layers (the
1357          * bio_list in our rbio) and our P/Q.  Ignore everything else.
1358          */
1359         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
1360              total_sector_nr++) {
1361                 struct sector_ptr *sector;
1362
1363                 stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
1364                 sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
1365
1366                 /* This vertical stripe has no data, skip it. */
1367                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
1368                         continue;
1369
1370                 if (stripe < rbio->nr_data) {
1371                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
1372                         if (!sector)
1373                                 continue;
1374                 } else {
1375                         sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
1376                 }
1377
1378                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector, stripe,
1379                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
1380                 if (ret)
1381                         goto error;
1382         }
1383
1384         if (likely(!rbio->bioc->replace_nr_stripes))
1385                 return 0;
1386
1387         /*
1388          * Make a copy for the replace target device.
1389          *
1390          * Thus the source stripe number (in replace_stripe_src) should be valid.
1391          */
1392         ASSERT(rbio->bioc->replace_stripe_src >= 0);
1393
1394         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
1395              total_sector_nr++) {
1396                 struct sector_ptr *sector;
1397
1398                 stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
1399                 sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
1400
1401                 /*
1402                  * For RAID56, there is only one device that can be replaced,
1403                  * and replace_stripe_src[0] indicates the stripe number we
1404                  * need to copy from.
1405                  */
1406                 if (stripe != rbio->bioc->replace_stripe_src) {
1407                         /*
1408                          * We can skip the whole stripe completely, note
1409                          * total_sector_nr will be increased by one anyway.
1410                          */
1411                         ASSERT(sectornr == 0);
1412                         total_sector_nr += rbio->stripe_nsectors - 1;
1413                         continue;
1414                 }
1415
1416                 /* This vertical stripe has no data, skip it. */
1417                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
1418                         continue;
1419
1420                 if (stripe < rbio->nr_data) {
1421                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
1422                         if (!sector)
1423                                 continue;
1424                 } else {
1425                         sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
1426                 }
1427
1428                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector,
1429                                          rbio->real_stripes,
1430                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
1431                 if (ret)
1432                         goto error;
1433         }
1434
1435         return 0;
1436 error:
1437         bio_list_put(bio_list);
1438         return -EIO;
1439 }
1440
1441 static void set_rbio_range_error(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1442 {
1443         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1444         u32 offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
1445                      rbio->bioc->full_stripe_logical;
1446         int total_nr_sector = offset >> fs_info->sectorsize_bits;
1447
1448         ASSERT(total_nr_sector < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors);
1449
1450         bitmap_set(rbio->error_bitmap, total_nr_sector,
1451                    bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);
1452
1453         /*
1454          * Special handling for raid56_alloc_missing_rbio() used by
1455          * scrub/replace.  Unlike call path in raid56_parity_recover(), they
1456          * pass an empty bio here.  Thus we have to find out the missing device
1457          * and mark the stripe error instead.
1458          */
1459         if (bio->bi_iter.bi_size == 0) {
1460                 bool found_missing = false;
1461                 int stripe_nr;
1462
1463                 for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
1464                         if (!rbio->bioc->stripes[stripe_nr].dev->bdev) {
1465                                 found_missing = true;
1466                                 bitmap_set(rbio->error_bitmap,
1467                                            stripe_nr * rbio->stripe_nsectors,
1468                                            rbio->stripe_nsectors);
1469                         }
1470                 }
1471                 ASSERT(found_missing);
1472         }
1473 }
1474
1475 /*
1476  * For subpage case, we can no longer set page Up-to-date directly for
1477  * stripe_pages[], thus we need to locate the sector.
1478  */
1479 static struct sector_ptr *find_stripe_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1480                                              struct page *page,
1481                                              unsigned int pgoff)
1482 {
1483         int i;
1484
1485         for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
1486                 struct sector_ptr *sector = &rbio->stripe_sectors[i];
1487
1488                 if (sector->page == page && sector->pgoff == pgoff)
1489                         return sector;
1490         }
1491         return NULL;
1492 }
1493
1494 /*
1495  * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
1496  * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
1497  */
1498 static void set_bio_pages_uptodate(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1499 {
1500         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
1501         struct bio_vec *bvec;
1502         struct bvec_iter_all iter_all;
1503
1504         ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));
1505
1506         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1507                 struct sector_ptr *sector;
1508                 int pgoff;
1509
1510                 for (pgoff = bvec->bv_offset; pgoff - bvec->bv_offset < bvec->bv_len;
1511                      pgoff += sectorsize) {
1512                         sector = find_stripe_sector(rbio, bvec->bv_page, pgoff);
1513                         ASSERT(sector);
1514                         if (sector)
1515                                 sector->uptodate = 1;
1516                 }
1517         }
1518 }
1519
1520 static int get_bio_sector_nr(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1521 {
1522         struct bio_vec *bv = bio_first_bvec_all(bio);
1523         int i;
1524
1525         for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
1526                 struct sector_ptr *sector;
1527
1528                 sector = &rbio->stripe_sectors[i];
1529                 if (sector->page == bv->bv_page && sector->pgoff == bv->bv_offset)
1530                         break;
1531                 sector = &rbio->bio_sectors[i];
1532                 if (sector->page == bv->bv_page && sector->pgoff == bv->bv_offset)
1533                         break;
1534         }
1535         ASSERT(i < rbio->nr_sectors);
1536         return i;
1537 }
1538
1539 static void rbio_update_error_bitmap(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
1540 {
1541         int total_sector_nr = get_bio_sector_nr(rbio, bio);
1542         u32 bio_size = 0;
1543         struct bio_vec *bvec;
1544         int i;
1545
1546         bio_for_each_bvec_all(bvec, bio, i)
1547                 bio_size += bvec->bv_len;
1548
1549         /*
1550          * Since we can have multiple bios touching the error_bitmap, we cannot
1551          * call bitmap_set() without protection.
1552          *
1553          * Instead use set_bit() for each bit, as set_bit() itself is atomic.
1554          */
1555         for (i = total_sector_nr; i < total_sector_nr +
1556              (bio_size >> rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits); i++)
1557                 set_bit(i, rbio->error_bitmap);
1558 }
1559
1560 /* Verify the data sectors at read time. */
1561 static void verify_bio_data_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1562                                     struct bio *bio)
1563 {
1564         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1565         int total_sector_nr = get_bio_sector_nr(rbio, bio);
1566         struct bio_vec *bvec;
1567         struct bvec_iter_all iter_all;
1568
1569         /* No data csum for the whole stripe, no need to verify. */
1570         if (!rbio->csum_bitmap || !rbio->csum_buf)
1571                 return;
1572
1573         /* P/Q stripes, they have no data csum to verify against. */
1574         if (total_sector_nr >= rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors)
1575                 return;
1576
1577         bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
1578                 int bv_offset;
1579
1580                 for (bv_offset = bvec->bv_offset;
1581                      bv_offset < bvec->bv_offset + bvec->bv_len;
1582                      bv_offset += fs_info->sectorsize, total_sector_nr++) {
1583                         u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
1584                         u8 *expected_csum = rbio->csum_buf +
1585                                             total_sector_nr * fs_info->csum_size;
1586                         int ret;
1587
1588                         /* No csum for this sector, skip to the next sector. */
1589                         if (!test_bit(total_sector_nr, rbio->csum_bitmap))
1590                                 continue;
1591
1592                         ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, bvec->bv_page,
1593                                 bv_offset, csum_buf, expected_csum);
1594                         if (ret < 0)
1595                                 set_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap);
1596                 }
1597         }
1598 }
1599
1600 static void raid_wait_read_end_io(struct bio *bio)
1601 {
1602         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
1603
1604         if (bio->bi_status) {
1605                 rbio_update_error_bitmap(rbio, bio);
1606         } else {
1607                 set_bio_pages_uptodate(rbio, bio);
1608                 verify_bio_data_sectors(rbio, bio);
1609         }
1610
1611         bio_put(bio);
1612         if (atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
1613                 wake_up(&rbio->io_wait);
1614 }
1615
1616 static void submit_read_wait_bio_list(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1617                              struct bio_list *bio_list)
1618 {
1619         struct bio *bio;
1620
1621         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(bio_list));
1622         while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
1623                 bio->bi_end_io = raid_wait_read_end_io;
1624
1625                 if (trace_raid56_read_enabled()) {
1626                         struct raid56_bio_trace_info trace_info = { 0 };
1627
1628                         bio_get_trace_info(rbio, bio, &trace_info);
1629                         trace_raid56_read(rbio, bio, &trace_info);
1630                 }
1631                 submit_bio(bio);
1632         }
1633
1634         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
1635 }
1636
1637 static int alloc_rbio_data_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1638 {
1639         const int data_pages = rbio->nr_data * rbio->stripe_npages;
1640         int ret;
1641
1642         ret = btrfs_alloc_page_array(data_pages, rbio->stripe_pages, false);
1643         if (ret < 0)
1644                 return ret;
1645
1646         index_stripe_sectors(rbio);
1647         return 0;
1648 }
1649
1650 /*
1651  * We use plugging call backs to collect full stripes.
1652  * Any time we get a partial stripe write while plugged
1653  * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
1654  * we sort the list by logical block number and merge
1655  * everything we can into the same rbios
1656  */
1657 struct btrfs_plug_cb {
1658         struct blk_plug_cb cb;
1659         struct btrfs_fs_info *info;
1660         struct list_head rbio_list;
1661 };
1662
1663 /*
1664  * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
1665  */
1666 static int plug_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
1667                     const struct list_head *b)
1668 {
1669         const struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
1670                                                        plug_list);
1671         const struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
1672                                                        plug_list);
1673         u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1674         u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
1675
1676         if (a_sector < b_sector)
1677                 return -1;
1678         if (a_sector > b_sector)
1679                 return 1;
1680         return 0;
1681 }
1682
1683 static void raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
1684 {
1685         struct btrfs_plug_cb *plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1686         struct btrfs_raid_bio *cur;
1687         struct btrfs_raid_bio *last = NULL;
1688
1689         list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);
1690
1691         while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
1692                 cur = list_entry(plug->rbio_list.next,
1693                                  struct btrfs_raid_bio, plug_list);
1694                 list_del_init(&cur->plug_list);
1695
1696                 if (rbio_is_full(cur)) {
1697                         /* We have a full stripe, queue it down. */
1698                         start_async_work(cur, rmw_rbio_work);
1699                         continue;
1700                 }
1701                 if (last) {
1702                         if (rbio_can_merge(last, cur)) {
1703                                 merge_rbio(last, cur);
1704                                 free_raid_bio(cur);
1705                                 continue;
1706                         }
1707                         start_async_work(last, rmw_rbio_work);
1708                 }
1709                 last = cur;
1710         }
1711         if (last)
1712                 start_async_work(last, rmw_rbio_work);
1713         kfree(plug);
1714 }
1715
1716 /* Add the original bio into rbio->bio_list, and update rbio::dbitmap. */
1717 static void rbio_add_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *orig_bio)
1718 {
1719         const struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1720         const u64 orig_logical = orig_bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
1721         const u64 full_stripe_start = rbio->bioc->full_stripe_logical;
1722         const u32 orig_len = orig_bio->bi_iter.bi_size;
1723         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
1724         u64 cur_logical;
1725
1726         ASSERT_RBIO_LOGICAL(orig_logical >= full_stripe_start &&
1727                             orig_logical + orig_len <= full_stripe_start +
1728                             rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN,
1729                             rbio, orig_logical);
1730
1731         bio_list_add(&rbio->bio_list, orig_bio);
1732         rbio->bio_list_bytes += orig_bio->bi_iter.bi_size;
1733
1734         /* Update the dbitmap. */
1735         for (cur_logical = orig_logical; cur_logical < orig_logical + orig_len;
1736              cur_logical += sectorsize) {
1737                 int bit = ((u32)(cur_logical - full_stripe_start) >>
1738                            fs_info->sectorsize_bits) % rbio->stripe_nsectors;
1739
1740                 set_bit(bit, &rbio->dbitmap);
1741         }
1742 }
1743
1744 /*
1745  * our main entry point for writes from the rest of the FS.
1746  */
1747 void raid56_parity_write(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc)
1748 {
1749         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
1750         struct btrfs_raid_bio *rbio;
1751         struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
1752         struct blk_plug_cb *cb;
1753
1754         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
1755         if (IS_ERR(rbio)) {
1756                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(rbio));
1757                 bio_endio(bio);
1758                 return;
1759         }
1760         rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
1761         rbio_add_bio(rbio, bio);
1762
1763         /*
1764          * Don't plug on full rbios, just get them out the door
1765          * as quickly as we can
1766          */
1767         if (!rbio_is_full(rbio)) {
1768                 cb = blk_check_plugged(raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
1769                 if (cb) {
1770                         plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
1771                         if (!plug->info) {
1772                                 plug->info = fs_info;
1773                                 INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
1774                         }
1775                         list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
1776                         return;
1777                 }
1778         }
1779
1780         /*
1781          * Either we don't have any existing plug, or we're doing a full stripe,
1782          * queue the rmw work now.
1783          */
1784         start_async_work(rbio, rmw_rbio_work);
1785 }
1786
1787 static int verify_one_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
1788                              int stripe_nr, int sector_nr)
1789 {
1790         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1791         struct sector_ptr *sector;
1792         u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
1793         u8 *csum_expected;
1794         int ret;
1795
1796         if (!rbio->csum_bitmap || !rbio->csum_buf)
1797                 return 0;
1798
1799         /* No way to verify P/Q as they are not covered by data csum. */
1800         if (stripe_nr >= rbio->nr_data)
1801                 return 0;
1802         /*
1803          * If we're rebuilding a read, we have to use pages from the
1804          * bio list if possible.
1805          */
1806         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1807                 sector = sector_in_rbio(rbio, stripe_nr, sector_nr, 0);
1808         } else {
1809                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe_nr, sector_nr);
1810         }
1811
1812         ASSERT(sector->page);
1813
1814         csum_expected = rbio->csum_buf +
1815                         (stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr) *
1816                         fs_info->csum_size;
1817         ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, sector->page, sector->pgoff,
1818                                       csum_buf, csum_expected);
1819         return ret;
1820 }
1821
1822 /*
1823  * Recover a vertical stripe specified by @sector_nr.
1824  * @*pointers are the pre-allocated pointers by the caller, so we don't
1825  * need to allocate/free the pointers again and again.
1826  */
1827 static int recover_vertical(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sector_nr,
1828                             void **pointers, void **unmap_array)
1829 {
1830         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
1831         struct sector_ptr *sector;
1832         const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
1833         int found_errors;
1834         int faila;
1835         int failb;
1836         int stripe_nr;
1837         int ret = 0;
1838
1839         /*
1840          * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
1841          * which we have data when doing parity scrub.
1842          */
1843         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
1844             !test_bit(sector_nr, &rbio->dbitmap))
1845                 return 0;
1846
1847         found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr, &faila,
1848                                                  &failb);
1849         /*
1850          * No errors in the vertical stripe, skip it.  Can happen for recovery
1851          * which only part of a stripe failed csum check.
1852          */
1853         if (!found_errors)
1854                 return 0;
1855
1856         if (found_errors > rbio->bioc->max_errors)
1857                 return -EIO;
1858
1859         /*
1860          * Setup our array of pointers with sectors from each stripe
1861          *
1862          * NOTE: store a duplicate array of pointers to preserve the
1863          * pointer order.
1864          */
1865         for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
1866                 /*
1867                  * If we're rebuilding a read, we have to use pages from the
1868                  * bio list if possible.
1869                  */
1870                 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
1871                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe_nr, sector_nr, 0);
1872                 } else {
1873                         sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe_nr, sector_nr);
1874                 }
1875                 ASSERT(sector->page);
1876                 pointers[stripe_nr] = kmap_local_page(sector->page) +
1877                                    sector->pgoff;
1878                 unmap_array[stripe_nr] = pointers[stripe_nr];
1879         }
1880
1881         /* All raid6 handling here */
1882         if (rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
1883                 /* Single failure, rebuild from parity raid5 style */
1884                 if (failb < 0) {
1885                         if (faila == rbio->nr_data)
1886                                 /*
1887                                  * Just the P stripe has failed, without
1888                                  * a bad data or Q stripe.
1889                                  * We have nothing to do, just skip the
1890                                  * recovery for this stripe.
1891                                  */
1892                                 goto cleanup;
1893                         /*
1894                          * a single failure in raid6 is rebuilt
1895                          * in the pstripe code below
1896                          */
1897                         goto pstripe;
1898                 }
1899
1900                 /*
1901                  * If the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction from
1902                  * the xors.
1903                  * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
1904                  * here due to a crc mismatch and we can't give them the
1905                  * data they want.
1906                  */
1907                 if (failb == rbio->real_stripes - 1) {
1908                         if (faila == rbio->real_stripes - 2)
1909                                 /*
1910                                  * Only P and Q are corrupted.
1911                                  * We only care about data stripes recovery,
1912                                  * can skip this vertical stripe.
1913                                  */
1914                                 goto cleanup;
1915                         /*
1916                          * Otherwise we have one bad data stripe and
1917                          * a good P stripe.  raid5!
1918                          */
1919                         goto pstripe;
1920                 }
1921
1922                 if (failb == rbio->real_stripes - 2) {
1923                         raid6_datap_recov(rbio->real_stripes, sectorsize,
1924                                           faila, pointers);
1925                 } else {
1926                         raid6_2data_recov(rbio->real_stripes, sectorsize,
1927                                           faila, failb, pointers);
1928                 }
1929         } else {
1930                 void *p;
1931
1932                 /* Rebuild from P stripe here (raid5 or raid6). */
1933                 ASSERT(failb == -1);
1934 pstripe:
1935                 /* Copy parity block into failed block to start with */
1936                 memcpy(pointers[faila], pointers[rbio->nr_data], sectorsize);
1937
1938                 /* Rearrange the pointer array */
1939                 p = pointers[faila];
1940                 for (stripe_nr = faila; stripe_nr < rbio->nr_data - 1;
1941                      stripe_nr++)
1942                         pointers[stripe_nr] = pointers[stripe_nr + 1];
1943                 pointers[rbio->nr_data - 1] = p;
1944
1945                 /* Xor in the rest */
1946                 run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, sectorsize);
1947
1948         }
1949
1950         /*
1951          * No matter if this is a RMW or recovery, we should have all
1952          * failed sectors repaired in the vertical stripe, thus they are now
1953          * uptodate.
1954          * Especially if we determine to cache the rbio, we need to
1955          * have at least all data sectors uptodate.
1956          *
1957          * If possible, also check if the repaired sector matches its data
1958          * checksum.
1959          */
1960         if (faila >= 0) {
1961                 ret = verify_one_sector(rbio, faila, sector_nr);
1962                 if (ret < 0)
1963                         goto cleanup;
1964
1965                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, faila, sector_nr);
1966                 sector->uptodate = 1;
1967         }
1968         if (failb >= 0) {
1969                 ret = verify_one_sector(rbio, failb, sector_nr);
1970                 if (ret < 0)
1971                         goto cleanup;
1972
1973                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, failb, sector_nr);
1974                 sector->uptodate = 1;
1975         }
1976
1977 cleanup:
1978         for (stripe_nr = rbio->real_stripes - 1; stripe_nr >= 0; stripe_nr--)
1979                 kunmap_local(unmap_array[stripe_nr]);
1980         return ret;
1981 }
1982
1983 static int recover_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
1984 {
1985         void **pointers = NULL;
1986         void **unmap_array = NULL;
1987         int sectornr;
1988         int ret = 0;
1989
1990         /*
1991          * @pointers array stores the pointer for each sector.
1992          *
1993          * @unmap_array stores copy of pointers that does not get reordered
1994          * during reconstruction so that kunmap_local works.
1995          */
1996         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1997         unmap_array = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
1998         if (!pointers || !unmap_array) {
1999                 ret = -ENOMEM;
2000                 goto out;
2001         }
2002
2003         if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
2004                 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
2005                 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
2006                 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
2007         }
2008
2009         index_rbio_pages(rbio);
2010
2011         for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++) {
2012                 ret = recover_vertical(rbio, sectornr, pointers, unmap_array);
2013                 if (ret < 0)
2014                         break;
2015         }
2016
2017 out:
2018         kfree(pointers);
2019         kfree(unmap_array);
2020         return ret;
2021 }
2022
2023 static void recover_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2024 {
2025         struct bio_list bio_list = BIO_EMPTY_LIST;
2026         int total_sector_nr;
2027         int ret = 0;
2028
2029         /*
2030          * Either we're doing recover for a read failure or degraded write,
2031          * caller should have set error bitmap correctly.
2032          */
2033         ASSERT(bitmap_weight(rbio->error_bitmap, rbio->nr_sectors));
2034
2035         /* For recovery, we need to read all sectors including P/Q. */
2036         ret = alloc_rbio_pages(rbio);
2037         if (ret < 0)
2038                 goto out;
2039
2040         index_rbio_pages(rbio);
2041
2042         /*
2043          * Read everything that hasn't failed. However this time we will
2044          * not trust any cached sector.
2045          * As we may read out some stale data but higher layer is not reading
2046          * that stale part.
2047          *
2048          * So here we always re-read everything in recovery path.
2049          */
2050         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
2051              total_sector_nr++) {
2052                 int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
2053                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
2054                 struct sector_ptr *sector;
2055
2056                 /*
2057                  * Skip the range which has error.  It can be a range which is
2058                  * marked error (for csum mismatch), or it can be a missing
2059                  * device.
2060                  */
2061                 if (!rbio->bioc->stripes[stripe].dev->bdev ||
2062                     test_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap)) {
2063                         /*
2064                          * Also set the error bit for missing device, which
2065                          * may not yet have its error bit set.
2066                          */
2067                         set_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap);
2068                         continue;
2069                 }
2070
2071                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
2072                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, stripe,
2073                                          sectornr, REQ_OP_READ);
2074                 if (ret < 0) {
2075                         bio_list_put(&bio_list);
2076                         goto out;
2077                 }
2078         }
2079
2080         submit_read_wait_bio_list(rbio, &bio_list);
2081         ret = recover_sectors(rbio);
2082 out:
2083         rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2084 }
2085
2086 static void recover_rbio_work(struct work_struct *work)
2087 {
2088         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2089
2090         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2091         if (!lock_stripe_add(rbio))
2092                 recover_rbio(rbio);
2093 }
2094
2095 static void recover_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
2096 {
2097         recover_rbio(container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work));
2098 }
2099
2100 static void set_rbio_raid6_extra_error(struct btrfs_raid_bio *rbio, int mirror_num)
2101 {
2102         bool found = false;
2103         int sector_nr;
2104
2105         /*
2106          * This is for RAID6 extra recovery tries, thus mirror number should
2107          * be large than 2.
2108          * Mirror 1 means read from data stripes. Mirror 2 means rebuild using
2109          * RAID5 methods.
2110          */
2111         ASSERT(mirror_num > 2);
2112         for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
2113                 int found_errors;
2114                 int faila;
2115                 int failb;
2116
2117                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
2118                                                          &faila, &failb);
2119                 /* This vertical stripe doesn't have errors. */
2120                 if (!found_errors)
2121                         continue;
2122
2123                 /*
2124                  * If we found errors, there should be only one error marked
2125                  * by previous set_rbio_range_error().
2126                  */
2127                 ASSERT(found_errors == 1);
2128                 found = true;
2129
2130                 /* Now select another stripe to mark as error. */
2131                 failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
2132                 if (failb <= faila)
2133                         failb--;
2134
2135                 /* Set the extra bit in error bitmap. */
2136                 if (failb >= 0)
2137                         set_bit(failb * rbio->stripe_nsectors + sector_nr,
2138                                 rbio->error_bitmap);
2139         }
2140
2141         /* We should found at least one vertical stripe with error.*/
2142         ASSERT(found);
2143 }
2144
2145 /*
2146  * the main entry point for reads from the higher layers.  This
2147  * is really only called when the normal read path had a failure,
2148  * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
2149  * of the drive.
2150  */
2151 void raid56_parity_recover(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc,
2152                            int mirror_num)
2153 {
2154         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
2155         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2156
2157         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
2158         if (IS_ERR(rbio)) {
2159                 bio->bi_status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(rbio));
2160                 bio_endio(bio);
2161                 return;
2162         }
2163
2164         rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
2165         rbio_add_bio(rbio, bio);
2166
2167         set_rbio_range_error(rbio, bio);
2168
2169         /*
2170          * Loop retry:
2171          * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
2172          * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
2173          */
2174         if (mirror_num > 2)
2175                 set_rbio_raid6_extra_error(rbio, mirror_num);
2176
2177         start_async_work(rbio, recover_rbio_work);
2178 }
2179
2180 static void fill_data_csums(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2181 {
2182         struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
2183         struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info,
2184                                                        rbio->bioc->full_stripe_logical);
2185         const u64 start = rbio->bioc->full_stripe_logical;
2186         const u32 len = (rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors) <<
2187                         fs_info->sectorsize_bits;
2188         int ret;
2189
2190         /* The rbio should not have its csum buffer initialized. */
2191         ASSERT(!rbio->csum_buf && !rbio->csum_bitmap);
2192
2193         /*
2194          * Skip the csum search if:
2195          *
2196          * - The rbio doesn't belong to data block groups
2197          *   Then we are doing IO for tree blocks, no need to search csums.
2198          *
2199          * - The rbio belongs to mixed block groups
2200          *   This is to avoid deadlock, as we're already holding the full
2201          *   stripe lock, if we trigger a metadata read, and it needs to do
2202          *   raid56 recovery, we will deadlock.
2203          */
2204         if (!(rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) ||
2205             rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
2206                 return;
2207
2208         rbio->csum_buf = kzalloc(rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors *
2209                                  fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
2210         rbio->csum_bitmap = bitmap_zalloc(rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors,
2211                                           GFP_NOFS);
2212         if (!rbio->csum_buf || !rbio->csum_bitmap) {
2213                 ret = -ENOMEM;
2214                 goto error;
2215         }
2216
2217         ret = btrfs_lookup_csums_bitmap(csum_root, NULL, start, start + len - 1,
2218                                         rbio->csum_buf, rbio->csum_bitmap);
2219         if (ret < 0)
2220                 goto error;
2221         if (bitmap_empty(rbio->csum_bitmap, len >> fs_info->sectorsize_bits))
2222                 goto no_csum;
2223         return;
2224
2225 error:
2226         /*
2227          * We failed to allocate memory or grab the csum, but it's not fatal,
2228          * we can still continue.  But better to warn users that RMW is no
2229          * longer safe for this particular sub-stripe write.
2230          */
2231         btrfs_warn_rl(fs_info,
2232 "sub-stripe write for full stripe %llu is not safe, failed to get csum: %d",
2233                         rbio->bioc->full_stripe_logical, ret);
2234 no_csum:
2235         kfree(rbio->csum_buf);
2236         bitmap_free(rbio->csum_bitmap);
2237         rbio->csum_buf = NULL;
2238         rbio->csum_bitmap = NULL;
2239 }
2240
2241 static int rmw_read_wait_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2242 {
2243         struct bio_list bio_list = BIO_EMPTY_LIST;
2244         int total_sector_nr;
2245         int ret = 0;
2246
2247         /*
2248          * Fill the data csums we need for data verification.  We need to fill
2249          * the csum_bitmap/csum_buf first, as our endio function will try to
2250          * verify the data sectors.
2251          */
2252         fill_data_csums(rbio);
2253
2254         /*
2255          * Build a list of bios to read all sectors (including data and P/Q).
2256          *
2257          * This behavior is to compensate the later csum verification and recovery.
2258          */
2259         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
2260              total_sector_nr++) {
2261                 struct sector_ptr *sector;
2262                 int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
2263                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
2264
2265                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
2266                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector,
2267                                stripe, sectornr, REQ_OP_READ);
2268                 if (ret) {
2269                         bio_list_put(&bio_list);
2270                         return ret;
2271                 }
2272         }
2273
2274         /*
2275          * We may or may not have any corrupted sectors (including missing dev
2276          * and csum mismatch), just let recover_sectors() to handle them all.
2277          */
2278         submit_read_wait_bio_list(rbio, &bio_list);
2279         return recover_sectors(rbio);
2280 }
2281
2282 static void raid_wait_write_end_io(struct bio *bio)
2283 {
2284         struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;
2285         blk_status_t err = bio->bi_status;
2286
2287         if (err)
2288                 rbio_update_error_bitmap(rbio, bio);
2289         bio_put(bio);
2290         if (atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
2291                 wake_up(&rbio->io_wait);
2292 }
2293
2294 static void submit_write_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2295                               struct bio_list *bio_list)
2296 {
2297         struct bio *bio;
2298
2299         atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(bio_list));
2300         while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
2301                 bio->bi_end_io = raid_wait_write_end_io;
2302
2303                 if (trace_raid56_write_enabled()) {
2304                         struct raid56_bio_trace_info trace_info = { 0 };
2305
2306                         bio_get_trace_info(rbio, bio, &trace_info);
2307                         trace_raid56_write(rbio, bio, &trace_info);
2308                 }
2309                 submit_bio(bio);
2310         }
2311 }
2312
2313 /*
2314  * To determine if we need to read any sector from the disk.
2315  * Should only be utilized in RMW path, to skip cached rbio.
2316  */
2317 static bool need_read_stripe_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2318 {
2319         int i;
2320
2321         for (i = 0; i < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors; i++) {
2322                 struct sector_ptr *sector = &rbio->stripe_sectors[i];
2323
2324                 /*
2325                  * We have a sector which doesn't have page nor uptodate,
2326                  * thus this rbio can not be cached one, as cached one must
2327                  * have all its data sectors present and uptodate.
2328                  */
2329                 if (!sector->page || !sector->uptodate)
2330                         return true;
2331         }
2332         return false;
2333 }
2334
2335 static void rmw_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2336 {
2337         struct bio_list bio_list;
2338         int sectornr;
2339         int ret = 0;
2340
2341         /*
2342          * Allocate the pages for parity first, as P/Q pages will always be
2343          * needed for both full-stripe and sub-stripe writes.
2344          */
2345         ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
2346         if (ret < 0)
2347                 goto out;
2348
2349         /*
2350          * Either full stripe write, or we have every data sector already
2351          * cached, can go to write path immediately.
2352          */
2353         if (!rbio_is_full(rbio) && need_read_stripe_sectors(rbio)) {
2354                 /*
2355                  * Now we're doing sub-stripe write, also need all data stripes
2356                  * to do the full RMW.
2357                  */
2358                 ret = alloc_rbio_data_pages(rbio);
2359                 if (ret < 0)
2360                         goto out;
2361
2362                 index_rbio_pages(rbio);
2363
2364                 ret = rmw_read_wait_recover(rbio);
2365                 if (ret < 0)
2366                         goto out;
2367         }
2368
2369         /*
2370          * At this stage we're not allowed to add any new bios to the
2371          * bio list any more, anyone else that wants to change this stripe
2372          * needs to do their own rmw.
2373          */
2374         spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
2375         set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
2376         spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
2377
2378         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
2379
2380         index_rbio_pages(rbio);
2381
2382         /*
2383          * We don't cache full rbios because we're assuming
2384          * the higher layers are unlikely to use this area of
2385          * the disk again soon.  If they do use it again,
2386          * hopefully they will send another full bio.
2387          */
2388         if (!rbio_is_full(rbio))
2389                 cache_rbio_pages(rbio);
2390         else
2391                 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2392
2393         for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++)
2394                 generate_pq_vertical(rbio, sectornr);
2395
2396         bio_list_init(&bio_list);
2397         ret = rmw_assemble_write_bios(rbio, &bio_list);
2398         if (ret < 0)
2399                 goto out;
2400
2401         /* We should have at least one bio assembled. */
2402         ASSERT(bio_list_size(&bio_list));
2403         submit_write_bios(rbio, &bio_list);
2404         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2405
2406         /* We may have more errors than our tolerance during the read. */
2407         for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++) {
2408                 int found_errors;
2409
2410                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sectornr, NULL, NULL);
2411                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
2412                         ret = -EIO;
2413                         break;
2414                 }
2415         }
2416 out:
2417         rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2418 }
2419
2420 static void rmw_rbio_work(struct work_struct *work)
2421 {
2422         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2423
2424         rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
2425         if (lock_stripe_add(rbio) == 0)
2426                 rmw_rbio(rbio);
2427 }
2428
2429 static void rmw_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
2430 {
2431         rmw_rbio(container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work));
2432 }
2433
2434 /*
2435  * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
2436  *
2437  * Caller must have already increased bio_counter for getting @bioc.
2438  *
2439  * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
2440  * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
2441  * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
2442  */
2443
2444 struct btrfs_raid_bio *raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct bio *bio,
2445                                 struct btrfs_io_context *bioc,
2446                                 struct btrfs_device *scrub_dev,
2447                                 unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
2448 {
2449         struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
2450         struct btrfs_raid_bio *rbio;
2451         int i;
2452
2453         rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
2454         if (IS_ERR(rbio))
2455                 return NULL;
2456         bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
2457         /*
2458          * This is a special bio which is used to hold the completion handler
2459          * and make the scrub rbio is similar to the other types
2460          */
2461         ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
2462         rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;
2463
2464         /*
2465          * After mapping bioc with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
2466          * to the end position, so this search can start from the first parity
2467          * stripe.
2468          */
2469         for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
2470                 if (bioc->stripes[i].dev == scrub_dev) {
2471                         rbio->scrubp = i;
2472                         break;
2473                 }
2474         }
2475         ASSERT_RBIO_STRIPE(i < rbio->real_stripes, rbio, i);
2476
2477         bitmap_copy(&rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
2478         return rbio;
2479 }
2480
2481 /*
2482  * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
2483  * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
2484  */
2485 static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2486 {
2487         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
2488         int total_sector_nr;
2489
2490         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
2491              total_sector_nr++) {
2492                 struct page *page;
2493                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
2494                 int index = (total_sector_nr * sectorsize) >> PAGE_SHIFT;
2495
2496                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
2497                         continue;
2498                 if (rbio->stripe_pages[index])
2499                         continue;
2500                 page = alloc_page(GFP_NOFS);
2501                 if (!page)
2502                         return -ENOMEM;
2503                 rbio->stripe_pages[index] = page;
2504         }
2505         index_stripe_sectors(rbio);
2506         return 0;
2507 }
2508
2509 static int finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2510 {
2511         struct btrfs_io_context *bioc = rbio->bioc;
2512         const u32 sectorsize = bioc->fs_info->sectorsize;
2513         void **pointers = rbio->finish_pointers;
2514         unsigned long *pbitmap = &rbio->finish_pbitmap;
2515         int nr_data = rbio->nr_data;
2516         int stripe;
2517         int sectornr;
2518         bool has_qstripe;
2519         struct sector_ptr p_sector = { 0 };
2520         struct sector_ptr q_sector = { 0 };
2521         struct bio_list bio_list;
2522         int is_replace = 0;
2523         int ret;
2524
2525         bio_list_init(&bio_list);
2526
2527         if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
2528                 has_qstripe = false;
2529         else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
2530                 has_qstripe = true;
2531         else
2532                 BUG();
2533
2534         /*
2535          * Replace is running and our P/Q stripe is being replaced, then we
2536          * need to duplicate the final write to replace target.
2537          */
2538         if (bioc->replace_nr_stripes && bioc->replace_stripe_src == rbio->scrubp) {
2539                 is_replace = 1;
2540                 bitmap_copy(pbitmap, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors);
2541         }
2542
2543         /*
2544          * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
2545          * use this area of the disk again soon, so don't cache
2546          * it.
2547          */
2548         clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
2549
2550         p_sector.page = alloc_page(GFP_NOFS);
2551         if (!p_sector.page)
2552                 return -ENOMEM;
2553         p_sector.pgoff = 0;
2554         p_sector.uptodate = 1;
2555
2556         if (has_qstripe) {
2557                 /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
2558                 q_sector.page = alloc_page(GFP_NOFS);
2559                 if (!q_sector.page) {
2560                         __free_page(p_sector.page);
2561                         p_sector.page = NULL;
2562                         return -ENOMEM;
2563                 }
2564                 q_sector.pgoff = 0;
2565                 q_sector.uptodate = 1;
2566                 pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap_local_page(q_sector.page);
2567         }
2568
2569         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
2570
2571         /* Map the parity stripe just once */
2572         pointers[nr_data] = kmap_local_page(p_sector.page);
2573
2574         for_each_set_bit(sectornr, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
2575                 struct sector_ptr *sector;
2576                 void *parity;
2577
2578                 /* first collect one page from each data stripe */
2579                 for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
2580                         sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 0);
2581                         pointers[stripe] = kmap_local_page(sector->page) +
2582                                            sector->pgoff;
2583                 }
2584
2585                 if (has_qstripe) {
2586                         assert_rbio(rbio);
2587                         /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
2588                         raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, sectorsize,
2589                                                 pointers);
2590                 } else {
2591                         /* raid5 */
2592                         memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], sectorsize);
2593                         run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, sectorsize);
2594                 }
2595
2596                 /* Check scrubbing parity and repair it */
2597                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
2598                 parity = kmap_local_page(sector->page) + sector->pgoff;
2599                 if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], sectorsize) != 0)
2600                         memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], sectorsize);
2601                 else
2602                         /* Parity is right, needn't writeback */
2603                         bitmap_clear(&rbio->dbitmap, sectornr, 1);
2604                 kunmap_local(parity);
2605
2606                 for (stripe = nr_data - 1; stripe >= 0; stripe--)
2607                         kunmap_local(pointers[stripe]);
2608         }
2609
2610         kunmap_local(pointers[nr_data]);
2611         __free_page(p_sector.page);
2612         p_sector.page = NULL;
2613         if (q_sector.page) {
2614                 kunmap_local(pointers[rbio->real_stripes - 1]);
2615                 __free_page(q_sector.page);
2616                 q_sector.page = NULL;
2617         }
2618
2619         /*
2620          * time to start writing.  Make bios for everything from the
2621          * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
2622          * everything else.
2623          */
2624         for_each_set_bit(sectornr, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
2625                 struct sector_ptr *sector;
2626
2627                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
2628                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, rbio->scrubp,
2629                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
2630                 if (ret)
2631                         goto cleanup;
2632         }
2633
2634         if (!is_replace)
2635                 goto submit_write;
2636
2637         /*
2638          * Replace is running and our parity stripe needs to be duplicated to
2639          * the target device.  Check we have a valid source stripe number.
2640          */
2641         ASSERT_RBIO(rbio->bioc->replace_stripe_src >= 0, rbio);
2642         for_each_set_bit(sectornr, pbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
2643                 struct sector_ptr *sector;
2644
2645                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
2646                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector,
2647                                          rbio->real_stripes,
2648                                          sectornr, REQ_OP_WRITE);
2649                 if (ret)
2650                         goto cleanup;
2651         }
2652
2653 submit_write:
2654         submit_write_bios(rbio, &bio_list);
2655         return 0;
2656
2657 cleanup:
2658         bio_list_put(&bio_list);
2659         return ret;
2660 }
2661
2662 static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
2663 {
2664         if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
2665                 return 1;
2666         return 0;
2667 }
2668
2669 static int recover_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2670 {
2671         void **pointers = NULL;
2672         void **unmap_array = NULL;
2673         int sector_nr;
2674         int ret = 0;
2675
2676         /*
2677          * @pointers array stores the pointer for each sector.
2678          *
2679          * @unmap_array stores copy of pointers that does not get reordered
2680          * during reconstruction so that kunmap_local works.
2681          */
2682         pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
2683         unmap_array = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
2684         if (!pointers || !unmap_array) {
2685                 ret = -ENOMEM;
2686                 goto out;
2687         }
2688
2689         for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
2690                 int dfail = 0, failp = -1;
2691                 int faila;
2692                 int failb;
2693                 int found_errors;
2694
2695                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
2696                                                          &faila, &failb);
2697                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
2698                         ret = -EIO;
2699                         goto out;
2700                 }
2701                 if (found_errors == 0)
2702                         continue;
2703
2704                 /* We should have at least one error here. */
2705                 ASSERT(faila >= 0 || failb >= 0);
2706
2707                 if (is_data_stripe(rbio, faila))
2708                         dfail++;
2709                 else if (is_parity_stripe(faila))
2710                         failp = faila;
2711
2712                 if (is_data_stripe(rbio, failb))
2713                         dfail++;
2714                 else if (is_parity_stripe(failb))
2715                         failp = failb;
2716                 /*
2717                  * Because we can not use a scrubbing parity to repair the
2718                  * data, so the capability of the repair is declined.  (In the
2719                  * case of RAID5, we can not repair anything.)
2720                  */
2721                 if (dfail > rbio->bioc->max_errors - 1) {
2722                         ret = -EIO;
2723                         goto out;
2724                 }
2725                 /*
2726                  * If all data is good, only parity is correctly, just repair
2727                  * the parity, no need to recover data stripes.
2728                  */
2729                 if (dfail == 0)
2730                         continue;
2731
2732                 /*
2733                  * Here means we got one corrupted data stripe and one
2734                  * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity is
2735                  * scrubbing parity, luckily, use the other one to repair the
2736                  * data, or we can not repair the data stripe.
2737                  */
2738                 if (failp != rbio->scrubp) {
2739                         ret = -EIO;
2740                         goto out;
2741                 }
2742
2743                 ret = recover_vertical(rbio, sector_nr, pointers, unmap_array);
2744                 if (ret < 0)
2745                         goto out;
2746         }
2747 out:
2748         kfree(pointers);
2749         kfree(unmap_array);
2750         return ret;
2751 }
2752
2753 static int scrub_assemble_read_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2754 {
2755         struct bio_list bio_list = BIO_EMPTY_LIST;
2756         int total_sector_nr;
2757         int ret = 0;
2758
2759         /* Build a list of bios to read all the missing parts. */
2760         for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
2761              total_sector_nr++) {
2762                 int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
2763                 int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
2764                 struct sector_ptr *sector;
2765
2766                 /* No data in the vertical stripe, no need to read. */
2767                 if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
2768                         continue;
2769
2770                 /*
2771                  * We want to find all the sectors missing from the rbio and
2772                  * read them from the disk. If sector_in_rbio() finds a sector
2773                  * in the bio list we don't need to read it off the stripe.
2774                  */
2775                 sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
2776                 if (sector)
2777                         continue;
2778
2779                 sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
2780                 /*
2781                  * The bio cache may have handed us an uptodate sector.  If so,
2782                  * use it.
2783                  */
2784                 if (sector->uptodate)
2785                         continue;
2786
2787                 ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, stripe,
2788                                          sectornr, REQ_OP_READ);
2789                 if (ret) {
2790                         bio_list_put(&bio_list);
2791                         return ret;
2792                 }
2793         }
2794
2795         submit_read_wait_bio_list(rbio, &bio_list);
2796         return 0;
2797 }
2798
2799 static void scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2800 {
2801         int sector_nr;
2802         int ret;
2803
2804         ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
2805         if (ret)
2806                 goto out;
2807
2808         bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);
2809
2810         ret = scrub_assemble_read_bios(rbio);
2811         if (ret < 0)
2812                 goto out;
2813
2814         /* We may have some failures, recover the failed sectors first. */
2815         ret = recover_scrub_rbio(rbio);
2816         if (ret < 0)
2817                 goto out;
2818
2819         /*
2820          * We have every sector properly prepared. Can finish the scrub
2821          * and writeback the good content.
2822          */
2823         ret = finish_parity_scrub(rbio);
2824         wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
2825         for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
2826                 int found_errors;
2827
2828                 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr, NULL, NULL);
2829                 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
2830                         ret = -EIO;
2831                         break;
2832                 }
2833         }
2834 out:
2835         rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
2836 }
2837
2838 static void scrub_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
2839 {
2840         scrub_rbio(container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work));
2841 }
2842
2843 void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
2844 {
2845         if (!lock_stripe_add(rbio))
2846                 start_async_work(rbio, scrub_rbio_work_locked);
2847 }
2848
2849 /*
2850  * This is for scrub call sites where we already have correct data contents.
2851  * This allows us to avoid reading data stripes again.
2852  *
2853  * Unfortunately here we have to do page copy, other than reusing the pages.
2854  * This is due to the fact rbio has its own page management for its cache.
2855  */
2856 void raid56_parity_cache_data_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio,
2857                                     struct page **data_pages, u64 data_logical)
2858 {
2859         const u64 offset_in_full_stripe = data_logical -
2860                                           rbio->bioc->full_stripe_logical;
2861         const int page_index = offset_in_full_stripe >> PAGE_SHIFT;
2862         const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
2863         const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
2864         int ret;
2865
2866         /*
2867          * If we hit ENOMEM temporarily, but later at
2868          * raid56_parity_submit_scrub_rbio() time it succeeded, we just do
2869          * the extra read, not a big deal.
2870          *
2871          * If we hit ENOMEM later at raid56_parity_submit_scrub_rbio() time,
2872          * the bio would got proper error number set.
2873          */
2874         ret = alloc_rbio_data_pages(rbio);
2875         if (ret < 0)
2876                 return;
2877
2878         /* data_logical must be at stripe boundary and inside the full stripe. */
2879         ASSERT(IS_ALIGNED(offset_in_full_stripe, BTRFS_STRIPE_LEN));
2880         ASSERT(offset_in_full_stripe < (rbio->nr_data << BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT));
2881
2882         for (int page_nr = 0; page_nr < (BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT); page_nr++) {
2883                 struct page *dst = rbio->stripe_pages[page_nr + page_index];
2884                 struct page *src = data_pages[page_nr];
2885
2886                 memcpy_page(dst, 0, src, 0, PAGE_SIZE);
2887                 for (int sector_nr = sectors_per_page * page_index;
2888                      sector_nr < sectors_per_page * (page_index + 1);
2889                      sector_nr++)
2890                         rbio->stripe_sectors[sector_nr].uptodate = true;
2891         }
2892 }
This page took 0.187267 seconds and 4 git commands to generate.