// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
/*
 * Copyright (C) 2012 Fusion-io  All rights reserved.
 * Copyright (C) 2012 Intel Corp. All rights reserved.
 */

#include <linux/sched.h>
#include <linux/bio.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/blkdev.h>
#include <linux/raid/pq.h>
#include <linux/hash.h>
#include <linux/list_sort.h>
#include <linux/raid/xor.h>
#include <linux/mm.h>
#include "messages.h"
#include "ctree.h"
#include "disk-io.h"
#include "volumes.h"
#include "raid56.h"
#include "async-thread.h"
#include "file-item.h"
#include "btrfs_inode.h"

/* set when additional merges to this rbio are not allowed */
#define RBIO_RMW_LOCKED_BIT 1

/*
 * set when this rbio is sitting in the hash, but it is just a cache
 * of past RMW
 */
#define RBIO_CACHE_BIT  2

/*
 * set when it is safe to trust the stripe_pages for caching
 */
#define RBIO_CACHE_READY_BIT 3

#define RBIO_CACHE_SIZE 1024

#define BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS    11

static void dump_bioc(const struct btrfs_fs_info *fs_info, const struct btrfs_io_context *bioc)
{
 if (unlikely(!bioc)) {
  btrfs_crit(fs_info, "bioc=NULL");
  return;
 }
 btrfs_crit(fs_info,
"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",
  bioc->logical, bioc->full_stripe_logical, bioc->size,
  bioc->map_type, bioc->mirror_num, bioc->replace_nr_stripes,
  bioc->replace_stripe_src, bioc->num_stripes);
 for (int i = 0; i < bioc->num_stripes; i++) {
  btrfs_crit(fs_info, "    nr=%d devid=%llu physical=%llu",
      i, bioc->stripes[i].dev->devid,
      bioc->stripes[i].physical);
 }
}

static void btrfs_dump_rbio(const struct btrfs_fs_info *fs_info,
       const struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
  return;

 dump_bioc(fs_info, rbio->bioc);
 btrfs_crit(fs_info,
"rbio flags=0x%lx nr_sectors=%u nr_data=%u real_stripes=%u stripe_nsectors=%u scrubp=%u dbitmap=0x%lx",
  rbio->flags, rbio->nr_sectors, rbio->nr_data,
  rbio->real_stripes, rbio->stripe_nsectors,
  rbio->scrubp, rbio->dbitmap);
}

#define ASSERT_RBIO(expr, rbio)      \
({         \
 if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) { \
  const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ? \
     (rbio)->bioc->fs_info : NULL; \
         \
  btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));   \
 }        \
 ASSERT((expr));       \
})

#define ASSERT_RBIO_STRIPE(expr, rbio, stripe_nr)   \
({         \
 if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) { \
  const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ? \
     (rbio)->bioc->fs_info : NULL; \
         \
  btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));   \
  btrfs_crit(__fs_info, "stripe_nr=%d", (stripe_nr)); \
 }        \
 ASSERT((expr));       \
})

#define ASSERT_RBIO_SECTOR(expr, rbio, sector_nr)   \
({         \
 if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) { \
  const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ? \
     (rbio)->bioc->fs_info : NULL; \
         \
  btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));   \
  btrfs_crit(__fs_info, "sector_nr=%d", (sector_nr)); \
 }        \
 ASSERT((expr));       \
})

#define ASSERT_RBIO_LOGICAL(expr, rbio, logical)   \
({         \
 if (IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT) && unlikely(!(expr))) { \
  const struct btrfs_fs_info *__fs_info = (rbio)->bioc ? \
     (rbio)->bioc->fs_info : NULL; \
         \
  btrfs_dump_rbio(__fs_info, (rbio));   \
  btrfs_crit(__fs_info, "logical=%llu", (logical));  \
 }        \
 ASSERT((expr));       \
})

/* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
struct btrfs_stripe_hash {
 struct list_head hash_list;
 spinlock_t lock;
};

/* Used by the raid56 code to lock stripes for read/modify/write */
struct btrfs_stripe_hash_table {
 struct list_head stripe_cache;
 spinlock_t cache_lock;
 int cache_size;
 struct btrfs_stripe_hash table[];
};

/*
 * A structure to present a sector inside a page, the length is fixed to
 * sectorsize;
 */
struct sector_ptr {
 /*
  * Blocks from the bio list can still be highmem.
  * So here we use physical address to present a page and the offset inside it.
 */
 phys_addr_t paddr;
 bool has_paddr;
 bool uptodate;
};

static void rmw_rbio_work(struct work_struct *work);
static void rmw_rbio_work_locked(struct work_struct *work);
static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);
static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio);

static int finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio);
static void scrub_rbio_work_locked(struct work_struct *work);

static void free_raid_bio_pointers(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 bitmap_free(rbio->error_bitmap);
 kfree(rbio->stripe_pages);
 kfree(rbio->bio_sectors);
 kfree(rbio->stripe_sectors);
 kfree(rbio->finish_pointers);
}

static void free_raid_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int i;

 if (!refcount_dec_and_test(&rbio->refs))
  return;

 WARN_ON(!list_empty(&rbio->stripe_cache));
 WARN_ON(!list_empty(&rbio->hash_list));
 WARN_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));

 for (i = 0; i < rbio->nr_pages; i++) {
  if (rbio->stripe_pages[i]) {
   __free_page(rbio->stripe_pages[i]);
   rbio->stripe_pages[i] = NULL;
  }
 }

 btrfs_put_bioc(rbio->bioc);
 free_raid_bio_pointers(rbio);
 kfree(rbio);
}

static void start_async_work(struct btrfs_raid_bio *rbio, work_func_t work_func)
{
 INIT_WORK(&rbio->work, work_func);
 queue_work(rbio->bioc->fs_info->rmw_workers, &rbio->work);
}

/*
 * the stripe hash table is used for locking, and to collect
 * bios in hopes of making a full stripe
 */
int btrfs_alloc_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
{
 struct btrfs_stripe_hash_table *table;
 struct btrfs_stripe_hash_table *x;
 struct btrfs_stripe_hash *cur;
 struct btrfs_stripe_hash *h;
 unsigned int num_entries = 1U << BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS;

 if (info->stripe_hash_table)
  return 0;

 /*
  * The table is large, starting with order 4 and can go as high as
  * order 7 in case lock debugging is turned on.
  *
  * Try harder to allocate and fallback to vmalloc to lower the chance
  * of a failing mount.
 */
 table = kvzalloc(struct_size(table, table, num_entries), GFP_KERNEL);
 if (!table)
  return -ENOMEM;

 spin_lock_init(&table->cache_lock);
 INIT_LIST_HEAD(&table->stripe_cache);

 h = table->table;

 for (unsigned int i = 0; i < num_entries; i++) {
  cur = h + i;
  INIT_LIST_HEAD(&cur->hash_list);
  spin_lock_init(&cur->lock);
 }

 x = cmpxchg(&info->stripe_hash_table, NULL, table);
 kvfree(x);
 return 0;
}

static void memcpy_sectors(const struct sector_ptr *dst,
      const struct sector_ptr *src, u32 blocksize)
{
 memcpy_page(phys_to_page(dst->paddr), offset_in_page(dst->paddr),
      phys_to_page(src->paddr), offset_in_page(src->paddr),
      blocksize);
}

/*
 * caching an rbio means to copy anything from the
 * bio_sectors array into the stripe_pages array.  We
 * use the page uptodate bit in the stripe cache array
 * to indicate if it has valid data
 *
 * once the caching is done, we set the cache ready
 * bit.
 */
static void cache_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int i;
 int ret;

 ret = alloc_rbio_pages(rbio);
 if (ret)
  return;

 for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
  /* Some range not covered by bio (partial write), skip it */
  if (!rbio->bio_sectors[i].has_paddr) {
   /*
    * Even if the sector is not covered by bio, if it is
    * a data sector it should still be uptodate as it is
    * read from disk.
 */
   if (i < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors)
    ASSERT(rbio->stripe_sectors[i].uptodate);
   continue;
  }

  memcpy_sectors(&rbio->stripe_sectors[i], &rbio->bio_sectors[i],
    rbio->bioc->fs_info->sectorsize);
  rbio->stripe_sectors[i].uptodate = 1;
 }
 set_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);
}

/*
 * we hash on the first logical address of the stripe
 */
static int rbio_bucket(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 u64 num = rbio->bioc->full_stripe_logical;

 /*
  * we shift down quite a bit.  We're using byte
  * addressing, and most of the lower bits are zeros.
  * This tends to upset hash_64, and it consistently
  * returns just one or two different values.
  *
  * shifting off the lower bits fixes things.
 */
 return hash_64(num >> 16, BTRFS_STRIPE_HASH_TABLE_BITS);
}

static bool full_page_sectors_uptodate(struct btrfs_raid_bio *rbio,
           unsigned int page_nr)
{
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
 int i;

 ASSERT(page_nr < rbio->nr_pages);

 for (i = sectors_per_page * page_nr;
      i < sectors_per_page * page_nr + sectors_per_page;
      i++) {
  if (!rbio->stripe_sectors[i].uptodate)
   return false;
 }
 return true;
}

/*
 * Update the stripe_sectors[] array to use correct page and pgoff
 *
 * Should be called every time any page pointer in stripes_pages[] got modified.
 */
static void index_stripe_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 u32 offset;
 int i;

 for (i = 0, offset = 0; i < rbio->nr_sectors; i++, offset += sectorsize) {
  int page_index = offset >> PAGE_SHIFT;

  ASSERT(page_index < rbio->nr_pages);
  if (!rbio->stripe_pages[page_index])
   continue;

  rbio->stripe_sectors[i].has_paddr = true;
  rbio->stripe_sectors[i].paddr =
   page_to_phys(rbio->stripe_pages[page_index]) +
   offset_in_page(offset);
 }
}

static void steal_rbio_page(struct btrfs_raid_bio *src,
       struct btrfs_raid_bio *dest, int page_nr)
{
 const u32 sectorsize = src->bioc->fs_info->sectorsize;
 const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
 int i;

 if (dest->stripe_pages[page_nr])
  __free_page(dest->stripe_pages[page_nr]);
 dest->stripe_pages[page_nr] = src->stripe_pages[page_nr];
 src->stripe_pages[page_nr] = NULL;

 /* Also update the sector->uptodate bits. */
 for (i = sectors_per_page * page_nr;
      i < sectors_per_page * page_nr + sectors_per_page; i++)
  dest->stripe_sectors[i].uptodate = true;
}

static bool is_data_stripe_page(struct btrfs_raid_bio *rbio, int page_nr)
{
 const int sector_nr = (page_nr << PAGE_SHIFT) >>
         rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits;

 /*
  * We have ensured PAGE_SIZE is aligned with sectorsize, thus
  * we won't have a page which is half data half parity.
  *
  * Thus if the first sector of the page belongs to data stripes, then
  * the full page belongs to data stripes.
 */
 return (sector_nr < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors);
}

/*
 * Stealing an rbio means taking all the uptodate pages from the stripe array
 * in the source rbio and putting them into the destination rbio.
 *
 * This will also update the involved stripe_sectors[] which are referring to
 * the old pages.
 */
static void steal_rbio(struct btrfs_raid_bio *src, struct btrfs_raid_bio *dest)
{
 int i;

 if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &src->flags))
  return;

 for (i = 0; i < dest->nr_pages; i++) {
  struct page *p = src->stripe_pages[i];

  /*
   * We don't need to steal P/Q pages as they will always be
   * regenerated for RMW or full write anyway.
 */
  if (!is_data_stripe_page(src, i))
   continue;

  /*
   * If @src already has RBIO_CACHE_READY_BIT, it should have
   * all data stripe pages present and uptodate.
 */
  ASSERT(p);
  ASSERT(full_page_sectors_uptodate(src, i));
  steal_rbio_page(src, dest, i);
 }
 index_stripe_sectors(dest);
 index_stripe_sectors(src);
}

/*
 * merging means we take the bio_list from the victim and
 * splice it into the destination.  The victim should
 * be discarded afterwards.
 *
 * must be called with dest->rbio_list_lock held
 */
static void merge_rbio(struct btrfs_raid_bio *dest,
         struct btrfs_raid_bio *victim)
{
 bio_list_merge_init(&dest->bio_list, &victim->bio_list);
 dest->bio_list_bytes += victim->bio_list_bytes;
 /* Also inherit the bitmaps from @victim. */
 bitmap_or(&dest->dbitmap, &victim->dbitmap, &dest->dbitmap,
    dest->stripe_nsectors);
}

/*
 * used to prune items that are in the cache.  The caller
 * must hold the hash table lock.
 */
static void __remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int bucket = rbio_bucket(rbio);
 struct btrfs_stripe_hash_table *table;
 struct btrfs_stripe_hash *h;
 int freeit = 0;

 /*
  * check the bit again under the hash table lock.
 */
 if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
  return;

 table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;
 h = table->table + bucket;

 /* hold the lock for the bucket because we may be
  * removing it from the hash table
 */
 spin_lock(&h->lock);

 /*
  * hold the lock for the bio list because we need
  * to make sure the bio list is empty
 */
 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);

 if (test_and_clear_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
  list_del_init(&rbio->stripe_cache);
  table->cache_size -= 1;
  freeit = 1;

  /* if the bio list isn't empty, this rbio is
   * still involved in an IO.  We take it out
   * of the cache list, and drop the ref that
   * was held for the list.
   *
   * If the bio_list was empty, we also remove
   * the rbio from the hash_table, and drop
   * the corresponding ref
 */
  if (bio_list_empty(&rbio->bio_list)) {
   if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
    list_del_init(&rbio->hash_list);
    refcount_dec(&rbio->refs);
    BUG_ON(!list_empty(&rbio->plug_list));
   }
  }
 }

 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
 spin_unlock(&h->lock);

 if (freeit)
  free_raid_bio(rbio);
}

/*
 * prune a given rbio from the cache
 */
static void remove_rbio_from_cache(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct btrfs_stripe_hash_table *table;

 if (!test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
  return;

 table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;

 spin_lock(&table->cache_lock);
 __remove_rbio_from_cache(rbio);
 spin_unlock(&table->cache_lock);
}

/*
 * remove everything in the cache
 */
static void btrfs_clear_rbio_cache(struct btrfs_fs_info *info)
{
 struct btrfs_stripe_hash_table *table;
 struct btrfs_raid_bio *rbio;

 table = info->stripe_hash_table;

 spin_lock(&table->cache_lock);
 while (!list_empty(&table->stripe_cache)) {
  rbio = list_first_entry(&table->stripe_cache,
     struct btrfs_raid_bio, stripe_cache);
  __remove_rbio_from_cache(rbio);
 }
 spin_unlock(&table->cache_lock);
}

/*
 * remove all cached entries and free the hash table
 * used by unmount
 */
void btrfs_free_stripe_hash_table(struct btrfs_fs_info *info)
{
 if (!info->stripe_hash_table)
  return;
 btrfs_clear_rbio_cache(info);
 kvfree(info->stripe_hash_table);
 info->stripe_hash_table = NULL;
}

/*
 * insert an rbio into the stripe cache.  It
 * must have already been prepared by calling
 * cache_rbio_pages
 *
 * If this rbio was already cached, it gets
 * moved to the front of the lru.
 *
 * If the size of the rbio cache is too big, we
 * prune an item.
 */
static void cache_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct btrfs_stripe_hash_table *table;

 if (!test_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags))
  return;

 table = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table;

 spin_lock(&table->cache_lock);
 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);

 /* bump our ref if we were not in the list before */
 if (!test_and_set_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags))
  refcount_inc(&rbio->refs);

 if (!list_empty(&rbio->stripe_cache)){
  list_move(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
 } else {
  list_add(&rbio->stripe_cache, &table->stripe_cache);
  table->cache_size += 1;
 }

 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);

 if (table->cache_size > RBIO_CACHE_SIZE) {
  struct btrfs_raid_bio *found;

  found = list_last_entry(&table->stripe_cache,
     struct btrfs_raid_bio,
     stripe_cache);

  if (found != rbio)
   __remove_rbio_from_cache(found);
 }

 spin_unlock(&table->cache_lock);
}

/*
 * helper function to run the xor_blocks api.  It is only
 * able to do MAX_XOR_BLOCKS at a time, so we need to
 * loop through.
 */
static void run_xor(void **pages, int src_cnt, ssize_t len)
{
 int src_off = 0;
 int xor_src_cnt = 0;
 void *dest = pages[src_cnt];

 while(src_cnt > 0) {
  xor_src_cnt = min(src_cnt, MAX_XOR_BLOCKS);
  xor_blocks(xor_src_cnt, len, dest, pages + src_off);

  src_cnt -= xor_src_cnt;
  src_off += xor_src_cnt;
 }
}

/*
 * Returns true if the bio list inside this rbio covers an entire stripe (no
 * rmw required).
 */
static int rbio_is_full(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 unsigned long size = rbio->bio_list_bytes;
 int ret = 1;

 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
 if (size != rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN)
  ret = 0;
 BUG_ON(size > rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN);
 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);

 return ret;
}

/*
 * returns 1 if it is safe to merge two rbios together.
 * The merging is safe if the two rbios correspond to
 * the same stripe and if they are both going in the same
 * direction (read vs write), and if neither one is
 * locked for final IO
 *
 * The caller is responsible for locking such that
 * rmw_locked is safe to test
 */
static int rbio_can_merge(struct btrfs_raid_bio *last,
     struct btrfs_raid_bio *cur)
{
 if (test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &last->flags) ||
     test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags))
  return 0;

 /*
  * we can't merge with cached rbios, since the
  * idea is that when we merge the destination
  * rbio is going to run our IO for us.  We can
  * steal from cached rbios though, other functions
  * handle that.
 */
 if (test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &last->flags) ||
     test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags))
  return 0;

 if (last->bioc->full_stripe_logical != cur->bioc->full_stripe_logical)
  return 0;

 /* we can't merge with different operations */
 if (last->operation != cur->operation)
  return 0;
 /*
  * We've need read the full stripe from the drive.
  * check and repair the parity and write the new results.
  *
  * We're not allowed to add any new bios to the
  * bio list here, anyone else that wants to
  * change this stripe needs to do their own rmw.
 */
 if (last->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB)
  return 0;

 if (last->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD)
  return 0;

 return 1;
}

static unsigned int rbio_stripe_sector_index(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
          unsigned int stripe_nr,
          unsigned int sector_nr)
{
 ASSERT_RBIO_STRIPE(stripe_nr < rbio->real_stripes, rbio, stripe_nr);
 ASSERT_RBIO_SECTOR(sector_nr < rbio->stripe_nsectors, rbio, sector_nr);

 return stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
}

/* Return a sector from rbio->stripe_sectors, not from the bio list */
static struct sector_ptr *rbio_stripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
          unsigned int stripe_nr,
          unsigned int sector_nr)
{
 return &rbio->stripe_sectors[rbio_stripe_sector_index(rbio, stripe_nr,
             sector_nr)];
}

/* Grab a sector inside P stripe */
static struct sector_ptr *rbio_pstripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
           unsigned int sector_nr)
{
 return rbio_stripe_sector(rbio, rbio->nr_data, sector_nr);
}

/* Grab a sector inside Q stripe, return NULL if not RAID6 */
static struct sector_ptr *rbio_qstripe_sector(const struct btrfs_raid_bio *rbio,
           unsigned int sector_nr)
{
 if (rbio->nr_data + 1 == rbio->real_stripes)
  return NULL;
 return rbio_stripe_sector(rbio, rbio->nr_data + 1, sector_nr);
}

/*
 * The first stripe in the table for a logical address
 * has the lock.  rbios are added in one of three ways:
 *
 * 1) Nobody has the stripe locked yet.  The rbio is given
 * the lock and 0 is returned.  The caller must start the IO
 * themselves.
 *
 * 2) Someone has the stripe locked, but we're able to merge
 * with the lock owner.  The rbio is freed and the IO will
 * start automatically along with the existing rbio.  1 is returned.
 *
 * 3) Someone has the stripe locked, but we're not able to merge.
 * The rbio is added to the lock owner's plug list, or merged into
 * an rbio already on the plug list.  When the lock owner unlocks,
 * the next rbio on the list is run and the IO is started automatically.
 * 1 is returned
 *
 * If we return 0, the caller still owns the rbio and must continue with
 * IO submission.  If we return 1, the caller must assume the rbio has
 * already been freed.
 */
static noinline int lock_stripe_add(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct btrfs_stripe_hash *h;
 struct btrfs_raid_bio *cur;
 struct btrfs_raid_bio *pending;
 struct btrfs_raid_bio *freeit = NULL;
 struct btrfs_raid_bio *cache_drop = NULL;
 int ret = 0;

 h = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table->table + rbio_bucket(rbio);

 spin_lock(&h->lock);
 list_for_each_entry(cur, &h->hash_list, hash_list) {
  if (cur->bioc->full_stripe_logical != rbio->bioc->full_stripe_logical)
   continue;

  spin_lock(&cur->bio_list_lock);

  /* Can we steal this cached rbio's pages? */
  if (bio_list_empty(&cur->bio_list) &&
      list_empty(&cur->plug_list) &&
      test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &cur->flags) &&
      !test_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &cur->flags)) {
   list_del_init(&cur->hash_list);
   refcount_dec(&cur->refs);

   steal_rbio(cur, rbio);
   cache_drop = cur;
   spin_unlock(&cur->bio_list_lock);

   goto lockit;
  }

  /* Can we merge into the lock owner? */
  if (rbio_can_merge(cur, rbio)) {
   merge_rbio(cur, rbio);
   spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
   freeit = rbio;
   ret = 1;
   goto out;
  }


  /*
   * We couldn't merge with the running rbio, see if we can merge
   * with the pending ones.  We don't have to check for rmw_locked
   * because there is no way they are inside finish_rmw right now
 */
  list_for_each_entry(pending, &cur->plug_list, plug_list) {
   if (rbio_can_merge(pending, rbio)) {
    merge_rbio(pending, rbio);
    spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
    freeit = rbio;
    ret = 1;
    goto out;
   }
  }

  /*
   * No merging, put us on the tail of the plug list, our rbio
   * will be started with the currently running rbio unlocks
 */
  list_add_tail(&rbio->plug_list, &cur->plug_list);
  spin_unlock(&cur->bio_list_lock);
  ret = 1;
  goto out;
 }
lockit:
 refcount_inc(&rbio->refs);
 list_add(&rbio->hash_list, &h->hash_list);
out:
 spin_unlock(&h->lock);
 if (cache_drop)
  remove_rbio_from_cache(cache_drop);
 if (freeit)
  free_raid_bio(freeit);
 return ret;
}

static void recover_rbio_work_locked(struct work_struct *work);

/*
 * called as rmw or parity rebuild is completed.  If the plug list has more
 * rbios waiting for this stripe, the next one on the list will be started
 */
static noinline void unlock_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int bucket;
 struct btrfs_stripe_hash *h;
 int keep_cache = 0;

 bucket = rbio_bucket(rbio);
 h = rbio->bioc->fs_info->stripe_hash_table->table + bucket;

 if (list_empty(&rbio->plug_list))
  cache_rbio(rbio);

 spin_lock(&h->lock);
 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);

 if (!list_empty(&rbio->hash_list)) {
  /*
   * if we're still cached and there is no other IO
   * to perform, just leave this rbio here for others
   * to steal from later
 */
  if (list_empty(&rbio->plug_list) &&
      test_bit(RBIO_CACHE_BIT, &rbio->flags)) {
   keep_cache = 1;
   clear_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
   BUG_ON(!bio_list_empty(&rbio->bio_list));
   goto done;
  }

  list_del_init(&rbio->hash_list);
  refcount_dec(&rbio->refs);

  /*
   * we use the plug list to hold all the rbios
   * waiting for the chance to lock this stripe.
   * hand the lock over to one of them.
 */
  if (!list_empty(&rbio->plug_list)) {
   struct btrfs_raid_bio *next;
   struct list_head *head = rbio->plug_list.next;

   next = list_entry(head, struct btrfs_raid_bio,
       plug_list);

   list_del_init(&rbio->plug_list);

   list_add(&next->hash_list, &h->hash_list);
   refcount_inc(&next->refs);
   spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
   spin_unlock(&h->lock);

   if (next->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
    start_async_work(next, recover_rbio_work_locked);
   } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_WRITE) {
    steal_rbio(rbio, next);
    start_async_work(next, rmw_rbio_work_locked);
   } else if (next->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB) {
    steal_rbio(rbio, next);
    start_async_work(next, scrub_rbio_work_locked);
   }

   goto done_nolock;
  }
 }
done:
 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
 spin_unlock(&h->lock);

done_nolock:
 if (!keep_cache)
  remove_rbio_from_cache(rbio);
}

static void rbio_endio_bio_list(struct bio *cur, blk_status_t status)
{
 struct bio *next;

 while (cur) {
  next = cur->bi_next;
  cur->bi_next = NULL;
  cur->bi_status = status;
  bio_endio(cur);
  cur = next;
 }
}

/*
 * this frees the rbio and runs through all the bios in the
 * bio_list and calls end_io on them
 */
static void rbio_orig_end_io(struct btrfs_raid_bio *rbio, blk_status_t status)
{
 struct bio *cur = bio_list_get(&rbio->bio_list);
 struct bio *extra;

 kfree(rbio->csum_buf);
 bitmap_free(rbio->csum_bitmap);
 rbio->csum_buf = NULL;
 rbio->csum_bitmap = NULL;

 /*
  * Clear the data bitmap, as the rbio may be cached for later usage.
  * do this before before unlock_stripe() so there will be no new bio
  * for this bio.
 */
 bitmap_clear(&rbio->dbitmap, 0, rbio->stripe_nsectors);

 /*
  * At this moment, rbio->bio_list is empty, however since rbio does not
  * always have RBIO_RMW_LOCKED_BIT set and rbio is still linked on the
  * hash list, rbio may be merged with others so that rbio->bio_list
  * becomes non-empty.
  * Once unlock_stripe() is done, rbio->bio_list will not be updated any
  * more and we can call bio_endio() on all queued bios.
 */
 unlock_stripe(rbio);
 extra = bio_list_get(&rbio->bio_list);
 free_raid_bio(rbio);

 rbio_endio_bio_list(cur, status);
 if (extra)
  rbio_endio_bio_list(extra, status);
}

/*
 * Get a sector pointer specified by its @stripe_nr and @sector_nr.
 *
 * @rbio:               The raid bio
 * @stripe_nr:          Stripe number, valid range [0, real_stripe)
 * @sector_nr:  Sector number inside the stripe,
 *   valid range [0, stripe_nsectors)
 * @bio_list_only:      Whether to use sectors inside the bio list only.
 *
 * The read/modify/write code wants to reuse the original bio page as much
 * as possible, and only use stripe_sectors as fallback.
 */
static struct sector_ptr *sector_in_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio,
      int stripe_nr, int sector_nr,
      bool bio_list_only)
{
 struct sector_ptr *sector;
 int index;

 ASSERT_RBIO_STRIPE(stripe_nr >= 0 && stripe_nr < rbio->real_stripes,
      rbio, stripe_nr);
 ASSERT_RBIO_SECTOR(sector_nr >= 0 && sector_nr < rbio->stripe_nsectors,
      rbio, sector_nr);

 index = stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;
 ASSERT(index >= 0 && index < rbio->nr_sectors);

 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
 sector = &rbio->bio_sectors[index];
 if (sector->has_paddr || bio_list_only) {
  /* Don't return sector without a valid page pointer */
  if (!sector->has_paddr)
   sector = NULL;
  spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
  return sector;
 }
 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);

 return &rbio->stripe_sectors[index];
}

/*
 * allocation and initial setup for the btrfs_raid_bio.  Not
 * this does not allocate any pages for rbio->pages.
 */
static struct btrfs_raid_bio *alloc_rbio(struct btrfs_fs_info *fs_info,
      struct btrfs_io_context *bioc)
{
 const unsigned int real_stripes = bioc->num_stripes - bioc->replace_nr_stripes;
 const unsigned int stripe_npages = BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT;
 const unsigned int num_pages = stripe_npages * real_stripes;
 const unsigned int stripe_nsectors =
  BTRFS_STRIPE_LEN >> fs_info->sectorsize_bits;
 const unsigned int num_sectors = stripe_nsectors * real_stripes;
 struct btrfs_raid_bio *rbio;

 /* PAGE_SIZE must also be aligned to sectorsize for subpage support */
 ASSERT(IS_ALIGNED(PAGE_SIZE, fs_info->sectorsize));
 /*
  * Our current stripe len should be fixed to 64k thus stripe_nsectors
  * (at most 16) should be no larger than BITS_PER_LONG.
 */
 ASSERT(stripe_nsectors <= BITS_PER_LONG);

 /*
  * Real stripes must be between 2 (2 disks RAID5, aka RAID1) and 256
  * (limited by u8).
 */
 ASSERT(real_stripes >= 2);
 ASSERT(real_stripes <= U8_MAX);

 rbio = kzalloc(sizeof(*rbio), GFP_NOFS);
 if (!rbio)
  return ERR_PTR(-ENOMEM);
 rbio->stripe_pages = kcalloc(num_pages, sizeof(struct page *),
         GFP_NOFS);
 rbio->bio_sectors = kcalloc(num_sectors, sizeof(struct sector_ptr),
        GFP_NOFS);
 rbio->stripe_sectors = kcalloc(num_sectors, sizeof(struct sector_ptr),
           GFP_NOFS);
 rbio->finish_pointers = kcalloc(real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
 rbio->error_bitmap = bitmap_zalloc(num_sectors, GFP_NOFS);

 if (!rbio->stripe_pages || !rbio->bio_sectors || !rbio->stripe_sectors ||
     !rbio->finish_pointers || !rbio->error_bitmap) {
  free_raid_bio_pointers(rbio);
  kfree(rbio);
  return ERR_PTR(-ENOMEM);
 }

 bio_list_init(&rbio->bio_list);
 init_waitqueue_head(&rbio->io_wait);
 INIT_LIST_HEAD(&rbio->plug_list);
 spin_lock_init(&rbio->bio_list_lock);
 INIT_LIST_HEAD(&rbio->stripe_cache);
 INIT_LIST_HEAD(&rbio->hash_list);
 btrfs_get_bioc(bioc);
 rbio->bioc = bioc;
 rbio->nr_pages = num_pages;
 rbio->nr_sectors = num_sectors;
 rbio->real_stripes = real_stripes;
 rbio->stripe_npages = stripe_npages;
 rbio->stripe_nsectors = stripe_nsectors;
 refcount_set(&rbio->refs, 1);
 atomic_set(&rbio->stripes_pending, 0);

 ASSERT(btrfs_nr_parity_stripes(bioc->map_type));
 rbio->nr_data = real_stripes - btrfs_nr_parity_stripes(bioc->map_type);
 ASSERT(rbio->nr_data > 0);

 return rbio;
}

/* allocate pages for all the stripes in the bio, including parity */
static int alloc_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int ret;

 ret = btrfs_alloc_page_array(rbio->nr_pages, rbio->stripe_pages, false);
 if (ret < 0)
  return ret;
 /* Mapping all sectors */
 index_stripe_sectors(rbio);
 return 0;
}

/* only allocate pages for p/q stripes */
static int alloc_rbio_parity_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 const int data_pages = rbio->nr_data * rbio->stripe_npages;
 int ret;

 ret = btrfs_alloc_page_array(rbio->nr_pages - data_pages,
         rbio->stripe_pages + data_pages, false);
 if (ret < 0)
  return ret;

 index_stripe_sectors(rbio);
 return 0;
}

/*
 * Return the total number of errors found in the vertical stripe of @sector_nr.
 *
 * @faila and @failb will also be updated to the first and second stripe
 * number of the errors.
 */
static int get_rbio_veritical_errors(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sector_nr,
         int *faila, int *failb)
{
 int stripe_nr;
 int found_errors = 0;

 if (faila || failb) {
  /*
   * Both @faila and @failb should be valid pointers if any of
   * them is specified.
 */
  ASSERT(faila && failb);
  *faila = -1;
  *failb = -1;
 }

 for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
  int total_sector_nr = stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr;

  if (test_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap)) {
   found_errors++;
   if (faila) {
    /* Update faila and failb. */
    if (*faila < 0)
     *faila = stripe_nr;
    else if (*failb < 0)
     *failb = stripe_nr;
   }
  }
 }
 return found_errors;
}

/*
 * Add a single sector @sector into our list of bios for IO.
 *
 * Return 0 if everything went well.
 * Return <0 for error.
 */
static int rbio_add_io_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
         struct bio_list *bio_list,
         struct sector_ptr *sector,
         unsigned int stripe_nr,
         unsigned int sector_nr,
         enum req_op op)
{
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 struct bio *last = bio_list->tail;
 int ret;
 struct bio *bio;
 struct btrfs_io_stripe *stripe;
 u64 disk_start;

 /*
  * Note: here stripe_nr has taken device replace into consideration,
  * thus it can be larger than rbio->real_stripe.
  * So here we check against bioc->num_stripes, not rbio->real_stripes.
 */
 ASSERT_RBIO_STRIPE(stripe_nr >= 0 && stripe_nr < rbio->bioc->num_stripes,
      rbio, stripe_nr);
 ASSERT_RBIO_SECTOR(sector_nr >= 0 && sector_nr < rbio->stripe_nsectors,
      rbio, sector_nr);
 ASSERT(sector->has_paddr);

 stripe = &rbio->bioc->stripes[stripe_nr];
 disk_start = stripe->physical + sector_nr * sectorsize;

 /* if the device is missing, just fail this stripe */
 if (!stripe->dev->bdev) {
  int found_errors;

  set_bit(stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr,
   rbio->error_bitmap);

  /* Check if we have reached tolerance early. */
  found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
        NULL, NULL);
  if (found_errors > rbio->bioc->max_errors)
   return -EIO;
  return 0;
 }

 /* see if we can add this page onto our existing bio */
 if (last) {
  u64 last_end = last->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
  last_end += last->bi_iter.bi_size;

  /*
   * we can't merge these if they are from different
   * devices or if they are not contiguous
 */
  if (last_end == disk_start && !last->bi_status &&
      last->bi_bdev == stripe->dev->bdev) {
   ret = bio_add_page(last, phys_to_page(sector->paddr),
        sectorsize, offset_in_page(sector->paddr));
   if (ret == sectorsize)
    return 0;
  }
 }

 /* put a new bio on the list */
 bio = bio_alloc(stripe->dev->bdev,
   max(BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT, 1),
   op, GFP_NOFS);
 bio->bi_iter.bi_sector = disk_start >> SECTOR_SHIFT;
 bio->bi_private = rbio;

 __bio_add_page(bio, phys_to_page(sector->paddr), sectorsize,
         offset_in_page(sector->paddr));
 bio_list_add(bio_list, bio);
 return 0;
}

static void index_one_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
{
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 const u32 sectorsize_bits = rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits;
 struct bvec_iter iter = bio->bi_iter;
 u32 offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
       rbio->bioc->full_stripe_logical;

 while (iter.bi_size) {
  unsigned int index = (offset >> sectorsize_bits);
  struct sector_ptr *sector = &rbio->bio_sectors[index];
  struct bio_vec bv = bio_iter_iovec(bio, iter);

  sector->has_paddr = true;
  sector->paddr = bvec_phys(&bv);
  bio_advance_iter_single(bio, &iter, sectorsize);
  offset += sectorsize;
 }
}

/*
 * helper function to walk our bio list and populate the bio_pages array with
 * the result.  This seems expensive, but it is faster than constantly
 * searching through the bio list as we setup the IO in finish_rmw or stripe
 * reconstruction.
 *
 * This must be called before you trust the answers from page_in_rbio
 */
static void index_rbio_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct bio *bio;

 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
 bio_list_for_each(bio, &rbio->bio_list)
  index_one_bio(rbio, bio);

 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
}

static void bio_get_trace_info(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio,
          struct raid56_bio_trace_info *trace_info)
{
 const struct btrfs_io_context *bioc = rbio->bioc;
 int i;

 ASSERT(bioc);

 /* We rely on bio->bi_bdev to find the stripe number. */
 if (!bio->bi_bdev)
  goto not_found;

 for (i = 0; i < bioc->num_stripes; i++) {
  if (bio->bi_bdev != bioc->stripes[i].dev->bdev)
   continue;
  trace_info->stripe_nr = i;
  trace_info->devid = bioc->stripes[i].dev->devid;
  trace_info->offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
         bioc->stripes[i].physical;
  return;
 }

not_found:
 trace_info->devid = -1;
 trace_info->offset = -1;
 trace_info->stripe_nr = -1;
}

static inline void bio_list_put(struct bio_list *bio_list)
{
 struct bio *bio;

 while ((bio = bio_list_pop(bio_list)))
  bio_put(bio);
}

static void assert_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 if (!IS_ENABLED(CONFIG_BTRFS_ASSERT))
  return;

 /*
  * At least two stripes (2 disks RAID5), and since real_stripes is U8,
  * we won't go beyond 256 disks anyway.
 */
 ASSERT_RBIO(rbio->real_stripes >= 2, rbio);
 ASSERT_RBIO(rbio->nr_data > 0, rbio);

 /*
  * This is another check to make sure nr data stripes is smaller
  * than total stripes.
 */
 ASSERT_RBIO(rbio->nr_data < rbio->real_stripes, rbio);
}

static inline void *kmap_local_sector(const struct sector_ptr *sector)
{
 /* The sector pointer must have a page mapped to it. */
 ASSERT(sector->has_paddr);

 return kmap_local_page(phys_to_page(sector->paddr)) +
        offset_in_page(sector->paddr);
}

/* Generate PQ for one vertical stripe. */
static void generate_pq_vertical(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sectornr)
{
 void **pointers = rbio->finish_pointers;
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 struct sector_ptr *sector;
 int stripe;
 const bool has_qstripe = rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6;

 /* First collect one sector from each data stripe */
 for (stripe = 0; stripe < rbio->nr_data; stripe++) {
  sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 0);
  pointers[stripe] = kmap_local_sector(sector);
 }

 /* Then add the parity stripe */
 sector = rbio_pstripe_sector(rbio, sectornr);
 sector->uptodate = 1;
 pointers[stripe++] = kmap_local_sector(sector);

 if (has_qstripe) {
  /*
   * RAID6, add the qstripe and call the library function
   * to fill in our p/q
 */
  sector = rbio_qstripe_sector(rbio, sectornr);
  sector->uptodate = 1;
  pointers[stripe++] = kmap_local_sector(sector);

  assert_rbio(rbio);
  raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, sectorsize,
     pointers);
 } else {
  /* raid5 */
  memcpy(pointers[rbio->nr_data], pointers[0], sectorsize);
  run_xor(pointers + 1, rbio->nr_data - 1, sectorsize);
 }
 for (stripe = stripe - 1; stripe >= 0; stripe--)
  kunmap_local(pointers[stripe]);
}

static int rmw_assemble_write_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
       struct bio_list *bio_list)
{
 /* The total sector number inside the full stripe. */
 int total_sector_nr;
 int sectornr;
 int stripe;
 int ret;

 ASSERT(bio_list_size(bio_list) == 0);

 /* We should have at least one data sector. */
 ASSERT(bitmap_weight(&rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors));

 /*
  * Reset errors, as we may have errors inherited from from degraded
  * write.
 */
 bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);

 /*
  * Start assembly.  Make bios for everything from the higher layers (the
  * bio_list in our rbio) and our P/Q.  Ignore everything else.
 */
 for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
      total_sector_nr++) {
  struct sector_ptr *sector;

  stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
  sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;

  /* This vertical stripe has no data, skip it. */
  if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
   continue;

  if (stripe < rbio->nr_data) {
   sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
   if (!sector)
    continue;
  } else {
   sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
  }

  ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector, stripe,
      sectornr, REQ_OP_WRITE);
  if (ret)
   goto error;
 }

 if (likely(!rbio->bioc->replace_nr_stripes))
  return 0;

 /*
  * Make a copy for the replace target device.
  *
  * Thus the source stripe number (in replace_stripe_src) should be valid.
 */
 ASSERT(rbio->bioc->replace_stripe_src >= 0);

 for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
      total_sector_nr++) {
  struct sector_ptr *sector;

  stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
  sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;

  /*
   * For RAID56, there is only one device that can be replaced,
   * and replace_stripe_src[0] indicates the stripe number we
   * need to copy from.
 */
  if (stripe != rbio->bioc->replace_stripe_src) {
   /*
    * We can skip the whole stripe completely, note
    * total_sector_nr will be increased by one anyway.
 */
   ASSERT(sectornr == 0);
   total_sector_nr += rbio->stripe_nsectors - 1;
   continue;
  }

  /* This vertical stripe has no data, skip it. */
  if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
   continue;

  if (stripe < rbio->nr_data) {
   sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
   if (!sector)
    continue;
  } else {
   sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
  }

  ret = rbio_add_io_sector(rbio, bio_list, sector,
      rbio->real_stripes,
      sectornr, REQ_OP_WRITE);
  if (ret)
   goto error;
 }

 return 0;
error:
 bio_list_put(bio_list);
 return -EIO;
}

static void set_rbio_range_error(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
 u32 offset = (bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT) -
       rbio->bioc->full_stripe_logical;
 int total_nr_sector = offset >> fs_info->sectorsize_bits;

 ASSERT(total_nr_sector < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors);

 bitmap_set(rbio->error_bitmap, total_nr_sector,
     bio->bi_iter.bi_size >> fs_info->sectorsize_bits);

 /*
  * Special handling for raid56_alloc_missing_rbio() used by
  * scrub/replace.  Unlike call path in raid56_parity_recover(), they
  * pass an empty bio here.  Thus we have to find out the missing device
  * and mark the stripe error instead.
 */
 if (bio->bi_iter.bi_size == 0) {
  bool found_missing = false;
  int stripe_nr;

  for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
   if (!rbio->bioc->stripes[stripe_nr].dev->bdev) {
    found_missing = true;
    bitmap_set(rbio->error_bitmap,
        stripe_nr * rbio->stripe_nsectors,
        rbio->stripe_nsectors);
   }
  }
  ASSERT(found_missing);
 }
}

/*
 * For subpage case, we can no longer set page Up-to-date directly for
 * stripe_pages[], thus we need to locate the sector.
 */
static struct sector_ptr *find_stripe_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
          phys_addr_t paddr)
{
 int i;

 for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
  struct sector_ptr *sector = &rbio->stripe_sectors[i];

  if (sector->has_paddr && sector->paddr == paddr)
   return sector;
 }
 return NULL;
}

/*
 * this sets each page in the bio uptodate.  It should only be used on private
 * rbio pages, nothing that comes in from the higher layers
 */
static void set_bio_pages_uptodate(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
{
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 struct bio_vec *bvec;
 struct bvec_iter_all iter_all;

 ASSERT(!bio_flagged(bio, BIO_CLONED));

 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
  struct sector_ptr *sector;
  phys_addr_t paddr = bvec_phys(bvec);

  for (u32 off = 0; off < bvec->bv_len; off += sectorsize) {
   sector = find_stripe_sector(rbio, paddr + off);
   ASSERT(sector);
   if (sector)
    sector->uptodate = 1;
  }
 }
}

static int get_bio_sector_nr(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
{
 phys_addr_t bvec_paddr = bvec_phys(bio_first_bvec_all(bio));
 int i;

 for (i = 0; i < rbio->nr_sectors; i++) {
  if (rbio->stripe_sectors[i].paddr == bvec_paddr)
   break;
  if (rbio->bio_sectors[i].has_paddr &&
      rbio->bio_sectors[i].paddr == bvec_paddr)
   break;
 }
 ASSERT(i < rbio->nr_sectors);
 return i;
}

static void rbio_update_error_bitmap(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *bio)
{
 int total_sector_nr = get_bio_sector_nr(rbio, bio);
 u32 bio_size = 0;
 struct bio_vec *bvec;
 int i;

 bio_for_each_bvec_all(bvec, bio, i)
  bio_size += bvec->bv_len;

 /*
  * Since we can have multiple bios touching the error_bitmap, we cannot
  * call bitmap_set() without protection.
  *
  * Instead use set_bit() for each bit, as set_bit() itself is atomic.
 */
 for (i = total_sector_nr; i < total_sector_nr +
      (bio_size >> rbio->bioc->fs_info->sectorsize_bits); i++)
  set_bit(i, rbio->error_bitmap);
}

/* Verify the data sectors at read time. */
static void verify_bio_data_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio,
        struct bio *bio)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
 int total_sector_nr = get_bio_sector_nr(rbio, bio);
 struct bio_vec *bvec;
 struct bvec_iter_all iter_all;

 /* No data csum for the whole stripe, no need to verify. */
 if (!rbio->csum_bitmap || !rbio->csum_buf)
  return;

 /* P/Q stripes, they have no data csum to verify against. */
 if (total_sector_nr >= rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors)
  return;

 bio_for_each_segment_all(bvec, bio, iter_all) {
  void *kaddr;

  kaddr = bvec_kmap_local(bvec);
  for (u32 off = 0; off < bvec->bv_len;
       off += fs_info->sectorsize, total_sector_nr++) {
   u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
   u8 *expected_csum = rbio->csum_buf +
         total_sector_nr * fs_info->csum_size;
   int ret;

   /* No csum for this sector, skip to the next sector. */
   if (!test_bit(total_sector_nr, rbio->csum_bitmap))
    continue;

   ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, kaddr + off,
            csum_buf, expected_csum);
   if (ret < 0)
    set_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap);
  }
  kunmap_local(kaddr);
 }
}

static void raid_wait_read_end_io(struct bio *bio)
{
 struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;

 if (bio->bi_status) {
  rbio_update_error_bitmap(rbio, bio);
 } else {
  set_bio_pages_uptodate(rbio, bio);
  verify_bio_data_sectors(rbio, bio);
 }

 bio_put(bio);
 if (atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
  wake_up(&rbio->io_wait);
}

static void submit_read_wait_bio_list(struct btrfs_raid_bio *rbio,
        struct bio_list *bio_list)
{
 struct bio *bio;

 atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(bio_list));
 while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
  bio->bi_end_io = raid_wait_read_end_io;

  if (trace_raid56_read_enabled()) {
   struct raid56_bio_trace_info trace_info = { 0 };

   bio_get_trace_info(rbio, bio, &trace_info);
   trace_raid56_read(rbio, bio, &trace_info);
  }
  submit_bio(bio);
 }

 wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
}

static int alloc_rbio_data_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 const int data_pages = rbio->nr_data * rbio->stripe_npages;
 int ret;

 ret = btrfs_alloc_page_array(data_pages, rbio->stripe_pages, false);
 if (ret < 0)
  return ret;

 index_stripe_sectors(rbio);
 return 0;
}

/*
 * We use plugging call backs to collect full stripes.
 * Any time we get a partial stripe write while plugged
 * we collect it into a list.  When the unplug comes down,
 * we sort the list by logical block number and merge
 * everything we can into the same rbios
 */
struct btrfs_plug_cb {
 struct blk_plug_cb cb;
 struct btrfs_fs_info *info;
 struct list_head rbio_list;
};

/*
 * rbios on the plug list are sorted for easier merging.
 */
static int plug_cmp(void *priv, const struct list_head *a,
      const struct list_head *b)
{
 const struct btrfs_raid_bio *ra = container_of(a, struct btrfs_raid_bio,
             plug_list);
 const struct btrfs_raid_bio *rb = container_of(b, struct btrfs_raid_bio,
             plug_list);
 u64 a_sector = ra->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;
 u64 b_sector = rb->bio_list.head->bi_iter.bi_sector;

 if (a_sector < b_sector)
  return -1;
 if (a_sector > b_sector)
  return 1;
 return 0;
}

static void raid_unplug(struct blk_plug_cb *cb, bool from_schedule)
{
 struct btrfs_plug_cb *plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
 struct btrfs_raid_bio *cur;
 struct btrfs_raid_bio *last = NULL;

 list_sort(NULL, &plug->rbio_list, plug_cmp);

 while (!list_empty(&plug->rbio_list)) {
  cur = list_first_entry(&plug->rbio_list,
           struct btrfs_raid_bio, plug_list);
  list_del_init(&cur->plug_list);

  if (rbio_is_full(cur)) {
   /* We have a full stripe, queue it down. */
   start_async_work(cur, rmw_rbio_work);
   continue;
  }
  if (last) {
   if (rbio_can_merge(last, cur)) {
    merge_rbio(last, cur);
    free_raid_bio(cur);
    continue;
   }
   start_async_work(last, rmw_rbio_work);
  }
  last = cur;
 }
 if (last)
  start_async_work(last, rmw_rbio_work);
 kfree(plug);
}

/* Add the original bio into rbio->bio_list, and update rbio::dbitmap. */
static void rbio_add_bio(struct btrfs_raid_bio *rbio, struct bio *orig_bio)
{
 const struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
 const u64 orig_logical = orig_bio->bi_iter.bi_sector << SECTOR_SHIFT;
 const u64 full_stripe_start = rbio->bioc->full_stripe_logical;
 const u32 orig_len = orig_bio->bi_iter.bi_size;
 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
 u64 cur_logical;

 ASSERT_RBIO_LOGICAL(orig_logical >= full_stripe_start &&
       orig_logical + orig_len <= full_stripe_start +
       rbio->nr_data * BTRFS_STRIPE_LEN,
       rbio, orig_logical);

 bio_list_add(&rbio->bio_list, orig_bio);
 rbio->bio_list_bytes += orig_bio->bi_iter.bi_size;

 /* Update the dbitmap. */
 for (cur_logical = orig_logical; cur_logical < orig_logical + orig_len;
      cur_logical += sectorsize) {
  int bit = ((u32)(cur_logical - full_stripe_start) >>
      fs_info->sectorsize_bits) % rbio->stripe_nsectors;

  set_bit(bit, &rbio->dbitmap);
 }
}

/*
 * our main entry point for writes from the rest of the FS.
 */
void raid56_parity_write(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
 struct btrfs_raid_bio *rbio;
 struct btrfs_plug_cb *plug = NULL;
 struct blk_plug_cb *cb;

 rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
 if (IS_ERR(rbio)) {
  bio->bi_status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(rbio));
  bio_endio(bio);
  return;
 }
 rbio->operation = BTRFS_RBIO_WRITE;
 rbio_add_bio(rbio, bio);

 /*
  * Don't plug on full rbios, just get them out the door
  * as quickly as we can
 */
 if (!rbio_is_full(rbio)) {
  cb = blk_check_plugged(raid_unplug, fs_info, sizeof(*plug));
  if (cb) {
   plug = container_of(cb, struct btrfs_plug_cb, cb);
   if (!plug->info) {
    plug->info = fs_info;
    INIT_LIST_HEAD(&plug->rbio_list);
   }
   list_add_tail(&rbio->plug_list, &plug->rbio_list);
   return;
  }
 }

 /*
  * Either we don't have any existing plug, or we're doing a full stripe,
  * queue the rmw work now.
 */
 start_async_work(rbio, rmw_rbio_work);
}

static int verify_one_sector(struct btrfs_raid_bio *rbio,
        int stripe_nr, int sector_nr)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
 struct sector_ptr *sector;
 u8 csum_buf[BTRFS_CSUM_SIZE];
 u8 *csum_expected;
 void *kaddr;
 int ret;

 if (!rbio->csum_bitmap || !rbio->csum_buf)
  return 0;

 /* No way to verify P/Q as they are not covered by data csum. */
 if (stripe_nr >= rbio->nr_data)
  return 0;
 /*
  * If we're rebuilding a read, we have to use pages from the
  * bio list if possible.
 */
 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
  sector = sector_in_rbio(rbio, stripe_nr, sector_nr, 0);
 } else {
  sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe_nr, sector_nr);
 }

 csum_expected = rbio->csum_buf +
   (stripe_nr * rbio->stripe_nsectors + sector_nr) *
   fs_info->csum_size;
 kaddr = kmap_local_sector(sector);
 ret = btrfs_check_sector_csum(fs_info, kaddr, csum_buf, csum_expected);
 kunmap_local(kaddr);
 return ret;
}

/*
 * Recover a vertical stripe specified by @sector_nr.
 * @*pointers are the pre-allocated pointers by the caller, so we don't
 * need to allocate/free the pointers again and again.
 */
static int recover_vertical(struct btrfs_raid_bio *rbio, int sector_nr,
       void **pointers, void **unmap_array)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
 struct sector_ptr *sector;
 const u32 sectorsize = fs_info->sectorsize;
 int found_errors;
 int faila;
 int failb;
 int stripe_nr;
 int ret = 0;

 /*
  * Now we just use bitmap to mark the horizontal stripes in
  * which we have data when doing parity scrub.
 */
 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB &&
     !test_bit(sector_nr, &rbio->dbitmap))
  return 0;

 found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr, &faila,
       &failb);
 /*
  * No errors in the vertical stripe, skip it.  Can happen for recovery
  * which only part of a stripe failed csum check.
 */
 if (!found_errors)
  return 0;

 if (found_errors > rbio->bioc->max_errors)
  return -EIO;

 /*
  * Setup our array of pointers with sectors from each stripe
  *
  * NOTE: store a duplicate array of pointers to preserve the
  * pointer order.
 */
 for (stripe_nr = 0; stripe_nr < rbio->real_stripes; stripe_nr++) {
  /*
   * If we're rebuilding a read, we have to use pages from the
   * bio list if possible.
 */
  if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
   sector = sector_in_rbio(rbio, stripe_nr, sector_nr, 0);
  } else {
   sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe_nr, sector_nr);
  }
  pointers[stripe_nr] = kmap_local_sector(sector);
  unmap_array[stripe_nr] = pointers[stripe_nr];
 }

 /* All raid6 handling here */
 if (rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6) {
  /* Single failure, rebuild from parity raid5 style */
  if (failb < 0) {
   if (faila == rbio->nr_data)
    /*
     * Just the P stripe has failed, without
     * a bad data or Q stripe.
     * We have nothing to do, just skip the
     * recovery for this stripe.
 */
    goto cleanup;
   /*
    * a single failure in raid6 is rebuilt
    * in the pstripe code below
 */
   goto pstripe;
  }

  /*
   * If the q stripe is failed, do a pstripe reconstruction from
   * the xors.
   * If both the q stripe and the P stripe are failed, we're
   * here due to a crc mismatch and we can't give them the
   * data they want.
 */
  if (failb == rbio->real_stripes - 1) {
   if (faila == rbio->real_stripes - 2)
    /*
     * Only P and Q are corrupted.
     * We only care about data stripes recovery,
     * can skip this vertical stripe.
 */
    goto cleanup;
   /*
    * Otherwise we have one bad data stripe and
    * a good P stripe.  raid5!
 */
   goto pstripe;
  }

  if (failb == rbio->real_stripes - 2) {
   raid6_datap_recov(rbio->real_stripes, sectorsize,
       faila, pointers);
  } else {
   raid6_2data_recov(rbio->real_stripes, sectorsize,
       faila, failb, pointers);
  }
 } else {
  void *p;

  /* Rebuild from P stripe here (raid5 or raid6). */
  ASSERT(failb == -1);
pstripe:
  /* Copy parity block into failed block to start with */
  memcpy(pointers[faila], pointers[rbio->nr_data], sectorsize);

  /* Rearrange the pointer array */
  p = pointers[faila];
  for (stripe_nr = faila; stripe_nr < rbio->nr_data - 1;
       stripe_nr++)
   pointers[stripe_nr] = pointers[stripe_nr + 1];
  pointers[rbio->nr_data - 1] = p;

  /* Xor in the rest */
  run_xor(pointers, rbio->nr_data - 1, sectorsize);

 }

 /*
  * No matter if this is a RMW or recovery, we should have all
  * failed sectors repaired in the vertical stripe, thus they are now
  * uptodate.
  * Especially if we determine to cache the rbio, we need to
  * have at least all data sectors uptodate.
  *
  * If possible, also check if the repaired sector matches its data
  * checksum.
 */
 if (faila >= 0) {
  ret = verify_one_sector(rbio, faila, sector_nr);
  if (ret < 0)
   goto cleanup;

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, faila, sector_nr);
  sector->uptodate = 1;
 }
 if (failb >= 0) {
  ret = verify_one_sector(rbio, failb, sector_nr);
  if (ret < 0)
   goto cleanup;

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, failb, sector_nr);
  sector->uptodate = 1;
 }

cleanup:
 for (stripe_nr = rbio->real_stripes - 1; stripe_nr >= 0; stripe_nr--)
  kunmap_local(unmap_array[stripe_nr]);
 return ret;
}

static int recover_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 void **pointers = NULL;
 void **unmap_array = NULL;
 int sectornr;
 int ret = 0;

 /*
  * @pointers array stores the pointer for each sector.
  *
  * @unmap_array stores copy of pointers that does not get reordered
  * during reconstruction so that kunmap_local works.
 */
 pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
 unmap_array = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
 if (!pointers || !unmap_array) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 if (rbio->operation == BTRFS_RBIO_READ_REBUILD) {
  spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
  set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
  spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);
 }

 index_rbio_pages(rbio);

 for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++) {
  ret = recover_vertical(rbio, sectornr, pointers, unmap_array);
  if (ret < 0)
   break;
 }

out:
 kfree(pointers);
 kfree(unmap_array);
 return ret;
}

static void recover_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct bio_list bio_list = BIO_EMPTY_LIST;
 int total_sector_nr;
 int ret = 0;

 /*
  * Either we're doing recover for a read failure or degraded write,
  * caller should have set error bitmap correctly.
 */
 ASSERT(bitmap_weight(rbio->error_bitmap, rbio->nr_sectors));

 /* For recovery, we need to read all sectors including P/Q. */
 ret = alloc_rbio_pages(rbio);
 if (ret < 0)
  goto out;

 index_rbio_pages(rbio);

 /*
  * Read everything that hasn't failed. However this time we will
  * not trust any cached sector.
  * As we may read out some stale data but higher layer is not reading
  * that stale part.
  *
  * So here we always re-read everything in recovery path.
 */
 for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
      total_sector_nr++) {
  int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
  int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
  struct sector_ptr *sector;

  /*
   * Skip the range which has error.  It can be a range which is
   * marked error (for csum mismatch), or it can be a missing
   * device.
 */
  if (!rbio->bioc->stripes[stripe].dev->bdev ||
      test_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap)) {
   /*
    * Also set the error bit for missing device, which
    * may not yet have its error bit set.
 */
   set_bit(total_sector_nr, rbio->error_bitmap);
   continue;
  }

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
  ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, stripe,
      sectornr, REQ_OP_READ);
  if (ret < 0) {
   bio_list_put(&bio_list);
   goto out;
  }
 }

 submit_read_wait_bio_list(rbio, &bio_list);
 ret = recover_sectors(rbio);
out:
 rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
}

static void recover_rbio_work(struct work_struct *work)
{
 struct btrfs_raid_bio *rbio;

 rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
 if (!lock_stripe_add(rbio))
  recover_rbio(rbio);
}

static void recover_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
{
 recover_rbio(container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work));
}

static void set_rbio_raid6_extra_error(struct btrfs_raid_bio *rbio, int mirror_num)
{
 bool found = false;
 int sector_nr;

 /*
  * This is for RAID6 extra recovery tries, thus mirror number should
  * be large than 2.
  * Mirror 1 means read from data stripes. Mirror 2 means rebuild using
  * RAID5 methods.
 */
 ASSERT(mirror_num > 2);
 for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
  int found_errors;
  int faila;
  int failb;

  found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
        &faila, &failb);
  /* This vertical stripe doesn't have errors. */
  if (!found_errors)
   continue;

  /*
   * If we found errors, there should be only one error marked
   * by previous set_rbio_range_error().
 */
  ASSERT(found_errors == 1);
  found = true;

  /* Now select another stripe to mark as error. */
  failb = rbio->real_stripes - (mirror_num - 1);
  if (failb <= faila)
   failb--;

  /* Set the extra bit in error bitmap. */
  if (failb >= 0)
   set_bit(failb * rbio->stripe_nsectors + sector_nr,
    rbio->error_bitmap);
 }

 /* We should found at least one vertical stripe with error.*/
 ASSERT(found);
}

/*
 * the main entry point for reads from the higher layers.  This
 * is really only called when the normal read path had a failure,
 * so we assume the bio they send down corresponds to a failed part
 * of the drive.
 */
void raid56_parity_recover(struct bio *bio, struct btrfs_io_context *bioc,
      int mirror_num)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
 struct btrfs_raid_bio *rbio;

 rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
 if (IS_ERR(rbio)) {
  bio->bi_status = errno_to_blk_status(PTR_ERR(rbio));
  bio_endio(bio);
  return;
 }

 rbio->operation = BTRFS_RBIO_READ_REBUILD;
 rbio_add_bio(rbio, bio);

 set_rbio_range_error(rbio, bio);

 /*
  * Loop retry:
  * for 'mirror == 2', reconstruct from all other stripes.
  * for 'mirror_num > 2', select a stripe to fail on every retry.
 */
 if (mirror_num > 2)
  set_rbio_raid6_extra_error(rbio, mirror_num);

 start_async_work(rbio, recover_rbio_work);
}

static void fill_data_csums(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = rbio->bioc->fs_info;
 struct btrfs_root *csum_root = btrfs_csum_root(fs_info,
             rbio->bioc->full_stripe_logical);
 const u64 start = rbio->bioc->full_stripe_logical;
 const u32 len = (rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors) <<
   fs_info->sectorsize_bits;
 int ret;

 /* The rbio should not have its csum buffer initialized. */
 ASSERT(!rbio->csum_buf && !rbio->csum_bitmap);

 /*
  * Skip the csum search if:
  *
  * - The rbio doesn't belong to data block groups
  *   Then we are doing IO for tree blocks, no need to search csums.
  *
  * - The rbio belongs to mixed block groups
  *   This is to avoid deadlock, as we're already holding the full
  *   stripe lock, if we trigger a metadata read, and it needs to do
  *   raid56 recovery, we will deadlock.
 */
 if (!(rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_DATA) ||
     rbio->bioc->map_type & BTRFS_BLOCK_GROUP_METADATA)
  return;

 rbio->csum_buf = kzalloc(rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors *
     fs_info->csum_size, GFP_NOFS);
 rbio->csum_bitmap = bitmap_zalloc(rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors,
       GFP_NOFS);
 if (!rbio->csum_buf || !rbio->csum_bitmap) {
  ret = -ENOMEM;
  goto error;
 }

 ret = btrfs_lookup_csums_bitmap(csum_root, NULL, start, start + len - 1,
     rbio->csum_buf, rbio->csum_bitmap);
 if (ret < 0)
  goto error;
 if (bitmap_empty(rbio->csum_bitmap, len >> fs_info->sectorsize_bits))
  goto no_csum;
 return;

error:
 /*
  * We failed to allocate memory or grab the csum, but it's not fatal,
  * we can still continue.  But better to warn users that RMW is no
  * longer safe for this particular sub-stripe write.
 */
 btrfs_warn_rl(fs_info,
"sub-stripe write for full stripe %llu is not safe, failed to get csum: %d",
   rbio->bioc->full_stripe_logical, ret);
no_csum:
 kfree(rbio->csum_buf);
 bitmap_free(rbio->csum_bitmap);
 rbio->csum_buf = NULL;
 rbio->csum_bitmap = NULL;
}

static int rmw_read_wait_recover(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct bio_list bio_list = BIO_EMPTY_LIST;
 int total_sector_nr;
 int ret = 0;

 /*
  * Fill the data csums we need for data verification.  We need to fill
  * the csum_bitmap/csum_buf first, as our endio function will try to
  * verify the data sectors.
 */
 fill_data_csums(rbio);

 /*
  * Build a list of bios to read all sectors (including data and P/Q).
  *
  * This behavior is to compensate the later csum verification and recovery.
 */
 for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
      total_sector_nr++) {
  struct sector_ptr *sector;
  int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
  int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
  ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector,
          stripe, sectornr, REQ_OP_READ);
  if (ret) {
   bio_list_put(&bio_list);
   return ret;
  }
 }

 /*
  * We may or may not have any corrupted sectors (including missing dev
  * and csum mismatch), just let recover_sectors() to handle them all.
 */
 submit_read_wait_bio_list(rbio, &bio_list);
 return recover_sectors(rbio);
}

static void raid_wait_write_end_io(struct bio *bio)
{
 struct btrfs_raid_bio *rbio = bio->bi_private;

 if (bio->bi_status)
  rbio_update_error_bitmap(rbio, bio);
 bio_put(bio);
 if (atomic_dec_and_test(&rbio->stripes_pending))
  wake_up(&rbio->io_wait);
}

static void submit_write_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio,
         struct bio_list *bio_list)
{
 struct bio *bio;

 atomic_set(&rbio->stripes_pending, bio_list_size(bio_list));
 while ((bio = bio_list_pop(bio_list))) {
  bio->bi_end_io = raid_wait_write_end_io;

  if (trace_raid56_write_enabled()) {
   struct raid56_bio_trace_info trace_info = { 0 };

   bio_get_trace_info(rbio, bio, &trace_info);
   trace_raid56_write(rbio, bio, &trace_info);
  }
  submit_bio(bio);
 }
}

/*
 * To determine if we need to read any sector from the disk.
 * Should only be utilized in RMW path, to skip cached rbio.
 */
static bool need_read_stripe_sectors(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int i;

 for (i = 0; i < rbio->nr_data * rbio->stripe_nsectors; i++) {
  struct sector_ptr *sector = &rbio->stripe_sectors[i];

  /*
   * We have a sector which doesn't have page nor uptodate,
   * thus this rbio can not be cached one, as cached one must
   * have all its data sectors present and uptodate.
 */
  if (!sector->has_paddr || !sector->uptodate)
   return true;
 }
 return false;
}

static void rmw_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct bio_list bio_list;
 int sectornr;
 int ret = 0;

 /*
  * Allocate the pages for parity first, as P/Q pages will always be
  * needed for both full-stripe and sub-stripe writes.
 */
 ret = alloc_rbio_parity_pages(rbio);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /*
  * Either full stripe write, or we have every data sector already
  * cached, can go to write path immediately.
 */
 if (!rbio_is_full(rbio) && need_read_stripe_sectors(rbio)) {
  /*
   * Now we're doing sub-stripe write, also need all data stripes
   * to do the full RMW.
 */
  ret = alloc_rbio_data_pages(rbio);
  if (ret < 0)
   goto out;

  index_rbio_pages(rbio);

  ret = rmw_read_wait_recover(rbio);
  if (ret < 0)
   goto out;
 }

 /*
  * At this stage we're not allowed to add any new bios to the
  * bio list any more, anyone else that wants to change this stripe
  * needs to do their own rmw.
 */
 spin_lock(&rbio->bio_list_lock);
 set_bit(RBIO_RMW_LOCKED_BIT, &rbio->flags);
 spin_unlock(&rbio->bio_list_lock);

 bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);

 index_rbio_pages(rbio);

 /*
  * We don't cache full rbios because we're assuming
  * the higher layers are unlikely to use this area of
  * the disk again soon.  If they do use it again,
  * hopefully they will send another full bio.
 */
 if (!rbio_is_full(rbio))
  cache_rbio_pages(rbio);
 else
  clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);

 for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++)
  generate_pq_vertical(rbio, sectornr);

 bio_list_init(&bio_list);
 ret = rmw_assemble_write_bios(rbio, &bio_list);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /* We should have at least one bio assembled. */
 ASSERT(bio_list_size(&bio_list));
 submit_write_bios(rbio, &bio_list);
 wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);

 /* We may have more errors than our tolerance during the read. */
 for (sectornr = 0; sectornr < rbio->stripe_nsectors; sectornr++) {
  int found_errors;

  found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sectornr, NULL, NULL);
  if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
   ret = -EIO;
   break;
  }
 }
out:
 rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
}

static void rmw_rbio_work(struct work_struct *work)
{
 struct btrfs_raid_bio *rbio;

 rbio = container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work);
 if (lock_stripe_add(rbio) == 0)
  rmw_rbio(rbio);
}

static void rmw_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
{
 rmw_rbio(container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work));
}

/*
 * The following code is used to scrub/replace the parity stripe
 *
 * Caller must have already increased bio_counter for getting @bioc.
 *
 * Note: We need make sure all the pages that add into the scrub/replace
 * raid bio are correct and not be changed during the scrub/replace. That
 * is those pages just hold metadata or file data with checksum.
 */

struct btrfs_raid_bio *raid56_parity_alloc_scrub_rbio(struct bio *bio,
    struct btrfs_io_context *bioc,
    struct btrfs_device *scrub_dev,
    unsigned long *dbitmap, int stripe_nsectors)
{
 struct btrfs_fs_info *fs_info = bioc->fs_info;
 struct btrfs_raid_bio *rbio;
 int i;

 rbio = alloc_rbio(fs_info, bioc);
 if (IS_ERR(rbio))
  return NULL;
 bio_list_add(&rbio->bio_list, bio);
 /*
  * This is a special bio which is used to hold the completion handler
  * and make the scrub rbio is similar to the other types
 */
 ASSERT(!bio->bi_iter.bi_size);
 rbio->operation = BTRFS_RBIO_PARITY_SCRUB;

 /*
  * After mapping bioc with BTRFS_MAP_WRITE, parities have been sorted
  * to the end position, so this search can start from the first parity
  * stripe.
 */
 for (i = rbio->nr_data; i < rbio->real_stripes; i++) {
  if (bioc->stripes[i].dev == scrub_dev) {
   rbio->scrubp = i;
   break;
  }
 }
 ASSERT_RBIO_STRIPE(i < rbio->real_stripes, rbio, i);

 bitmap_copy(&rbio->dbitmap, dbitmap, stripe_nsectors);
 return rbio;
}

/*
 * We just scrub the parity that we have correct data on the same horizontal,
 * so we needn't allocate all pages for all the stripes.
 */
static int alloc_rbio_essential_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 int total_sector_nr;

 for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
      total_sector_nr++) {
  struct page *page;
  int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
  int index = (total_sector_nr * sectorsize) >> PAGE_SHIFT;

  if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
   continue;
  if (rbio->stripe_pages[index])
   continue;
  page = alloc_page(GFP_NOFS);
  if (!page)
   return -ENOMEM;
  rbio->stripe_pages[index] = page;
 }
 index_stripe_sectors(rbio);
 return 0;
}

static int finish_parity_scrub(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct btrfs_io_context *bioc = rbio->bioc;
 const u32 sectorsize = bioc->fs_info->sectorsize;
 void **pointers = rbio->finish_pointers;
 unsigned long *pbitmap = &rbio->finish_pbitmap;
 int nr_data = rbio->nr_data;
 int stripe;
 int sectornr;
 bool has_qstripe;
 struct page *page;
 struct sector_ptr p_sector = { 0 };
 struct sector_ptr q_sector = { 0 };
 struct bio_list bio_list;
 int is_replace = 0;
 int ret;

 bio_list_init(&bio_list);

 if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 1)
  has_qstripe = false;
 else if (rbio->real_stripes - rbio->nr_data == 2)
  has_qstripe = true;
 else
  BUG();

 /*
  * Replace is running and our P/Q stripe is being replaced, then we
  * need to duplicate the final write to replace target.
 */
 if (bioc->replace_nr_stripes && bioc->replace_stripe_src == rbio->scrubp) {
  is_replace = 1;
  bitmap_copy(pbitmap, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors);
 }

 /*
  * Because the higher layers(scrubber) are unlikely to
  * use this area of the disk again soon, so don't cache
  * it.
 */
 clear_bit(RBIO_CACHE_READY_BIT, &rbio->flags);

 page = alloc_page(GFP_NOFS);
 if (!page)
  return -ENOMEM;
 p_sector.has_paddr = true;
 p_sector.paddr = page_to_phys(page);
 p_sector.uptodate = 1;
 page = NULL;

 if (has_qstripe) {
  /* RAID6, allocate and map temp space for the Q stripe */
  page = alloc_page(GFP_NOFS);
  if (!page) {
   __free_page(phys_to_page(p_sector.paddr));
   p_sector.has_paddr = false;
   return -ENOMEM;
  }
  q_sector.has_paddr = true;
  q_sector.paddr = page_to_phys(page);
  q_sector.uptodate = 1;
  page = NULL;
  pointers[rbio->real_stripes - 1] = kmap_local_sector(&q_sector);
 }

 bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);

 /* Map the parity stripe just once */
 pointers[nr_data] = kmap_local_sector(&p_sector);

 for_each_set_bit(sectornr, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
  struct sector_ptr *sector;
  void *parity;

  /* first collect one page from each data stripe */
  for (stripe = 0; stripe < nr_data; stripe++) {
   sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 0);
   pointers[stripe] = kmap_local_sector(sector);
  }

  if (has_qstripe) {
   assert_rbio(rbio);
   /* RAID6, call the library function to fill in our P/Q */
   raid6_call.gen_syndrome(rbio->real_stripes, sectorsize,
      pointers);
  } else {
   /* raid5 */
   memcpy(pointers[nr_data], pointers[0], sectorsize);
   run_xor(pointers + 1, nr_data - 1, sectorsize);
  }

  /* Check scrubbing parity and repair it */
  sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
  parity = kmap_local_sector(sector);
  if (memcmp(parity, pointers[rbio->scrubp], sectorsize) != 0)
   memcpy(parity, pointers[rbio->scrubp], sectorsize);
  else
   /* Parity is right, needn't writeback */
   bitmap_clear(&rbio->dbitmap, sectornr, 1);
  kunmap_local(parity);

  for (stripe = nr_data - 1; stripe >= 0; stripe--)
   kunmap_local(pointers[stripe]);
 }

 kunmap_local(pointers[nr_data]);
 __free_page(phys_to_page(p_sector.paddr));
 p_sector.has_paddr = false;
 if (q_sector.has_paddr) {
  __free_page(phys_to_page(q_sector.paddr));
  q_sector.has_paddr = false;
 }

 /*
  * time to start writing.  Make bios for everything from the
  * higher layers (the bio_list in our rbio) and our p/q.  Ignore
  * everything else.
 */
 for_each_set_bit(sectornr, &rbio->dbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
  struct sector_ptr *sector;

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
  ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, rbio->scrubp,
      sectornr, REQ_OP_WRITE);
  if (ret)
   goto cleanup;
 }

 if (!is_replace)
  goto submit_write;

 /*
  * Replace is running and our parity stripe needs to be duplicated to
  * the target device.  Check we have a valid source stripe number.
 */
 ASSERT_RBIO(rbio->bioc->replace_stripe_src >= 0, rbio);
 for_each_set_bit(sectornr, pbitmap, rbio->stripe_nsectors) {
  struct sector_ptr *sector;

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, rbio->scrubp, sectornr);
  ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector,
      rbio->real_stripes,
      sectornr, REQ_OP_WRITE);
  if (ret)
   goto cleanup;
 }

submit_write:
 submit_write_bios(rbio, &bio_list);
 return 0;

cleanup:
 bio_list_put(&bio_list);
 return ret;
}

static inline int is_data_stripe(struct btrfs_raid_bio *rbio, int stripe)
{
 if (stripe >= 0 && stripe < rbio->nr_data)
  return 1;
 return 0;
}

static int recover_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 void **pointers = NULL;
 void **unmap_array = NULL;
 int sector_nr;
 int ret = 0;

 /*
  * @pointers array stores the pointer for each sector.
  *
  * @unmap_array stores copy of pointers that does not get reordered
  * during reconstruction so that kunmap_local works.
 */
 pointers = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
 unmap_array = kcalloc(rbio->real_stripes, sizeof(void *), GFP_NOFS);
 if (!pointers || !unmap_array) {
  ret = -ENOMEM;
  goto out;
 }

 for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
  int dfail = 0, failp = -1;
  int faila;
  int failb;
  int found_errors;

  found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr,
        &faila, &failb);
  if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
   ret = -EIO;
   goto out;
  }
  if (found_errors == 0)
   continue;

  /* We should have at least one error here. */
  ASSERT(faila >= 0 || failb >= 0);

  if (is_data_stripe(rbio, faila))
   dfail++;
  else if (is_parity_stripe(faila))
   failp = faila;

  if (is_data_stripe(rbio, failb))
   dfail++;
  else if (is_parity_stripe(failb))
   failp = failb;
  /*
   * Because we can not use a scrubbing parity to repair the
   * data, so the capability of the repair is declined.  (In the
   * case of RAID5, we can not repair anything.)
 */
  if (dfail > rbio->bioc->max_errors - 1) {
   ret = -EIO;
   goto out;
  }
  /*
   * If all data is good, only parity is correctly, just repair
   * the parity, no need to recover data stripes.
 */
  if (dfail == 0)
   continue;

  /*
   * Here means we got one corrupted data stripe and one
   * corrupted parity on RAID6, if the corrupted parity is
   * scrubbing parity, luckily, use the other one to repair the
   * data, or we can not repair the data stripe.
 */
  if (failp != rbio->scrubp) {
   ret = -EIO;
   goto out;
  }

  ret = recover_vertical(rbio, sector_nr, pointers, unmap_array);
  if (ret < 0)
   goto out;
 }
out:
 kfree(pointers);
 kfree(unmap_array);
 return ret;
}

static int scrub_assemble_read_bios(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 struct bio_list bio_list = BIO_EMPTY_LIST;
 int total_sector_nr;
 int ret = 0;

 /* Build a list of bios to read all the missing parts. */
 for (total_sector_nr = 0; total_sector_nr < rbio->nr_sectors;
      total_sector_nr++) {
  int sectornr = total_sector_nr % rbio->stripe_nsectors;
  int stripe = total_sector_nr / rbio->stripe_nsectors;
  struct sector_ptr *sector;

  /* No data in the vertical stripe, no need to read. */
  if (!test_bit(sectornr, &rbio->dbitmap))
   continue;

  /*
   * We want to find all the sectors missing from the rbio and
   * read them from the disk. If sector_in_rbio() finds a sector
   * in the bio list we don't need to read it off the stripe.
 */
  sector = sector_in_rbio(rbio, stripe, sectornr, 1);
  if (sector)
   continue;

  sector = rbio_stripe_sector(rbio, stripe, sectornr);
  /*
   * The bio cache may have handed us an uptodate sector.  If so,
   * use it.
 */
  if (sector->uptodate)
   continue;

  ret = rbio_add_io_sector(rbio, &bio_list, sector, stripe,
      sectornr, REQ_OP_READ);
  if (ret) {
   bio_list_put(&bio_list);
   return ret;
  }
 }

 submit_read_wait_bio_list(rbio, &bio_list);
 return 0;
}

static void scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 int sector_nr;
 int ret;

 ret = alloc_rbio_essential_pages(rbio);
 if (ret)
  goto out;

 bitmap_clear(rbio->error_bitmap, 0, rbio->nr_sectors);

 ret = scrub_assemble_read_bios(rbio);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /* We may have some failures, recover the failed sectors first. */
 ret = recover_scrub_rbio(rbio);
 if (ret < 0)
  goto out;

 /*
  * We have every sector properly prepared. Can finish the scrub
  * and writeback the good content.
 */
 ret = finish_parity_scrub(rbio);
 wait_event(rbio->io_wait, atomic_read(&rbio->stripes_pending) == 0);
 for (sector_nr = 0; sector_nr < rbio->stripe_nsectors; sector_nr++) {
  int found_errors;

  found_errors = get_rbio_veritical_errors(rbio, sector_nr, NULL, NULL);
  if (found_errors > rbio->bioc->max_errors) {
   ret = -EIO;
   break;
  }
 }
out:
 rbio_orig_end_io(rbio, errno_to_blk_status(ret));
}

static void scrub_rbio_work_locked(struct work_struct *work)
{
 scrub_rbio(container_of(work, struct btrfs_raid_bio, work));
}

void raid56_parity_submit_scrub_rbio(struct btrfs_raid_bio *rbio)
{
 if (!lock_stripe_add(rbio))
  start_async_work(rbio, scrub_rbio_work_locked);
}

/*
 * This is for scrub call sites where we already have correct data contents.
 * This allows us to avoid reading data stripes again.
 *
 * Unfortunately here we have to do page copy, other than reusing the pages.
 * This is due to the fact rbio has its own page management for its cache.
 */
void raid56_parity_cache_data_pages(struct btrfs_raid_bio *rbio,
        struct page **data_pages, u64 data_logical)
{
 const u64 offset_in_full_stripe = data_logical -
       rbio->bioc->full_stripe_logical;
 const int page_index = offset_in_full_stripe >> PAGE_SHIFT;
 const u32 sectorsize = rbio->bioc->fs_info->sectorsize;
 const u32 sectors_per_page = PAGE_SIZE / sectorsize;
 int ret;

 /*
  * If we hit ENOMEM temporarily, but later at
  * raid56_parity_submit_scrub_rbio() time it succeeded, we just do
  * the extra read, not a big deal.
  *
  * If we hit ENOMEM later at raid56_parity_submit_scrub_rbio() time,
  * the bio would got proper error number set.
 */
 ret = alloc_rbio_data_pages(rbio);
 if (ret < 0)
  return;

 /* data_logical must be at stripe boundary and inside the full stripe. */
 ASSERT(IS_ALIGNED(offset_in_full_stripe, BTRFS_STRIPE_LEN));
 ASSERT(offset_in_full_stripe < (rbio->nr_data << BTRFS_STRIPE_LEN_SHIFT));

 for (int page_nr = 0; page_nr < (BTRFS_STRIPE_LEN >> PAGE_SHIFT); page_nr++) {
  struct page *dst = rbio->stripe_pages[page_nr + page_index];
  struct page *src = data_pages[page_nr];

  memcpy_page(dst, 0, src, 0, PAGE_SIZE);
  for (int sector_nr = sectors_per_page * page_index;
       sector_nr < sectors_per_page * (page_index + 1);
       sector_nr++)
   rbio->stripe_sectors[sector_nr].uptodate = true;
 }
}