sys/dev/raid/vinum/vinumrequest.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 1997, 1998, 1999
   3  *  Nan Yang Computer Services Limited.  All rights reserved.
   4  *
   5  *  Parts copyright (c) 1997, 1998 Cybernet Corporation, NetMAX project.
   6  *
   7  *  Written by Greg Lehey
   8  *
   9  *  This software is distributed under the so-called ``Berkeley
  10  *  License'':
  11  *
  12  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  13  * modification, are permitted provided that the following conditions
  14  * are met:
  15  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  16  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  17  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  18  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  19  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  20  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  21  *    must display the following acknowledgement:
  22  *      This product includes software developed by Nan Yang Computer
  23  *      Services Limited.
  24  * 4. Neither the name of the Company nor the names of its contributors
  25  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  26  *    without specific prior written permission.
  27  *
  28  * This software is provided ``as is'', and any express or implied
  29  * warranties, including, but not limited to, the implied warranties of
  30  * merchantability and fitness for a particular purpose are disclaimed.
  31  * In no event shall the company or contributors be liable for any
  32  * direct, indirect, incidental, special, exemplary, or consequential
  33  * damages (including, but not limited to, procurement of substitute
  34  * goods or services; loss of use, data, or profits; or business
  35  * interruption) however caused and on any theory of liability, whether
  36  * in contract, strict liability, or tort (including negligence or
  37  * otherwise) arising in any way out of the use of this software, even if
  38  * advised of the possibility of such damage.
  39  *
  40  * $Id: vinumrequest.c,v 1.30 2001/01/09 04:20:55 grog Exp grog $
  41  * $FreeBSD: src/sys/dev/vinum/vinumrequest.c,v 1.44.2.5 2002/08/28 04:30:56 grog Exp $
  42  */
  43
  44 #include "vinumhdr.h"
  45 #include "request.h"
  46 #include <sys/resourcevar.h>
  47
  48 enum requeststatus bre(struct request *rq,
  49     int plexno,
  50     vinum_off_t * diskstart,
  51     vinum_off_t diskend);
  52 enum requeststatus bre5(struct request *rq,
  53     int plexno,
  54     vinum_off_t * diskstart,
  55     vinum_off_t diskend);
  56 enum requeststatus build_read_request(struct request *rq, int volplexno);
  57 enum requeststatus build_write_request(struct request *rq);
  58 enum requeststatus build_rq_buffer(struct rqelement *rqe, struct plex *plex);
  59 int find_alternate_sd(struct request *rq);
  60 int check_range_covered(struct request *);
  61 void complete_rqe(struct bio *bio);
  62 void complete_raid5_write(struct rqelement *);
  63 int abortrequest(struct request *rq, int error);
  64 void sdio_done(struct bio *bio);
  65 struct bio *vinum_bounds_check(struct bio *bio, struct volume *vol);
  66 caddr_t allocdatabuf(struct rqelement *rqe);
  67 void freedatabuf(struct rqelement *rqe);
  68
  69 #ifdef VINUMDEBUG
  70 struct rqinfo rqinfo[RQINFO_SIZE];
  71 struct rqinfo *rqip = rqinfo;
  72
  73 void
  74 logrq(enum rqinfo_type type, union rqinfou info, struct bio *ubio)
  75 {
  76     cdev_t dev;
  77
  78     crit_enter();
  79
  80     microtime(&rqip->timestamp);                            /* when did this happen? */
  81     rqip->type = type;
  82     rqip->bio = ubio;                                       /* user buffer */
  83
  84     switch (type) {
  85     case loginfo_user_bp:
  86     case loginfo_user_bpl:
  87     case loginfo_sdio:                                      /* subdisk I/O */
  88     case loginfo_sdiol:                                     /* subdisk I/O launch */
  89     case loginfo_sdiodone:                                  /* subdisk I/O complete */
  90         bcopy(info.bio, &rqip->info.bio, sizeof(struct bio));
  91         dev = info.bio->bio_driver_info;
  92         rqip->devmajor = major(dev);
  93         rqip->devminor = minor(dev);
  94         break;
  95
  96     case loginfo_iodone:
  97     case loginfo_rqe:
  98     case loginfo_raid5_data:
  99     case loginfo_raid5_parity:
 100         bcopy(info.rqe, &rqip->info.rqe, sizeof(struct rqelement));
 101         dev = info.rqe->b.b_bio1.bio_driver_info;
 102         rqip->devmajor = major(dev);
 103         rqip->devminor = minor(dev);
 104         break;
 105
 106     case loginfo_lockwait:
 107     case loginfo_lock:
 108     case loginfo_unlock:
 109         bcopy(info.lockinfo, &rqip->info.lockinfo, sizeof(struct rangelock));
 110
 111         break;
 112
 113     case loginfo_unused:
 114         break;
 115     }
 116     rqip++;
 117     if (rqip >= &rqinfo[RQINFO_SIZE])                       /* wrap around */
 118         rqip = rqinfo;
 119     crit_exit();
 120 }
 121
 122 #endif
 123
 124 int
 125 vinumstrategy(struct dev_strategy_args *ap)
 126 {
 127     cdev_t dev = ap->a_head.a_dev;
 128     struct bio *bio = ap->a_bio;
 129     struct buf *bp = bio->bio_buf;
 130     struct bio *nbio = bio;
 131     struct volume *vol = NULL;
 132     int volno;
 133
 134     switch (DEVTYPE(dev)) {
 135     case VINUM_SD_TYPE:
 136     case VINUM_RAWSD_TYPE:
 137         bio->bio_driver_info = dev;
 138         sdio(bio);
 139         break;
 140     case VINUM_DRIVE_TYPE:
 141     default:
 142         /*
 143          * In fact, vinum doesn't handle drives: they're
 144          * handled directly by the disk drivers
 145          */
 146         bp->b_error = EIO;                                  /* I/O error */
 147         bp->b_flags |= B_ERROR;
 148         biodone(bio);
 149         break;
 150
 151     case VINUM_VOLUME_TYPE:                                 /* volume I/O */
 152         volno = Volno(dev);
 153         vol = &VOL[volno];
 154         if (vol->state != volume_up) {                      /* can't access this volume */
 155             bp->b_error = EIO;                              /* I/O error */
 156             bp->b_flags |= B_ERROR;
 157             biodone(bio);
 158             break;
 159         }
 160         nbio = vinum_bounds_check(bio, vol);
 161         if (nbio == NULL) {
 162             biodone(bio);
 163             break;
 164         }
 165         /* FALLTHROUGH */
 166     case VINUM_PLEX_TYPE:
 167     case VINUM_RAWPLEX_TYPE:
 168         /*
 169          * Plex I/O is pretty much the same as volume I/O
 170          * for a single plex.  Indicate this by passing a NULL
 171          * pointer (set above) for the volume
 172          */
 173         bp->b_resid = bp->b_bcount;                         /* transfer everything */
 174         vinumstart(dev, nbio, 0);
 175         break;
 176     }
 177     return(0);
 178 }
 179
 180 /*
 181  * Start a transfer.  Return -1 on error,
 182  * 0 if OK, 1 if we need to retry.
 183  * Parameter reviveok is set when doing
 184  * transfers for revives: it allows transfers to
 185  * be started immediately when a revive is in
 186  * progress.  During revive, normal transfers
 187  * are queued if they share address space with
 188  * a currently active revive operation.
 189  */
 190 int
 191 vinumstart(cdev_t dev, struct bio *bio, int reviveok)
 192 {
 193     struct buf *bp = bio->bio_buf;
 194     int plexno;
 195     int maxplex;                                            /* maximum number of plexes to handle */
 196     struct volume *vol;
 197     struct request *rq;                                     /* build up our request here */
 198     enum requeststatus status;
 199
 200     bio->bio_driver_info = dev;
 201
 202 #if VINUMDEBUG
 203     if (debug & DEBUG_LASTREQS)
 204         logrq(loginfo_user_bp, (union rqinfou) bio, bio);
 205 #endif
 206
 207     if ((bp->b_bcount % DEV_BSIZE) != 0) {                  /* bad length */
 208         bp->b_error = EINVAL;                               /* invalid size */
 209         bp->b_flags |= B_ERROR;
 210         biodone(bio);
 211         return -1;
 212     }
 213     rq = (struct request *) Malloc(sizeof(struct request)); /* allocate a request struct */
 214     if (rq == NULL) {                                       /* can't do it */
 215         bp->b_error = ENOMEM;                               /* can't get memory */
 216         bp->b_flags |= B_ERROR;
 217         biodone(bio);
 218         return -1;
 219     }
 220     bzero(rq, sizeof(struct request));
 221
 222     /*
 223      * Note the volume ID.  This can be NULL, which
 224      * the request building functions use as an
 225      * indication for single plex I/O
 226      */
 227     rq->bio = bio;                                          /* and the user buffer struct */
 228
 229     if (DEVTYPE(dev) == VINUM_VOLUME_TYPE) {        /* it's a volume, */
 230         rq->volplex.volno = Volno(dev);             /* get the volume number */
 231         vol = &VOL[rq->volplex.volno];                      /* and point to it */
 232         vol->active++;                                      /* one more active request */
 233         maxplex = vol->plexes;                              /* consider all its plexes */
 234     } else {
 235         vol = NULL;                                         /* no volume */
 236         rq->volplex.plexno = Plexno(dev);                   /* point to the plex */
 237         rq->isplex = 1;                                     /* note that it's a plex */
 238         maxplex = 1;                                        /* just the one plex */
 239     }
 240
 241     if (bp->b_cmd == BUF_CMD_READ) {
 242         /*
 243          * This is a read request.  Decide
 244          * which plex to read from.
 245          *
 246          * There's a potential race condition here,
 247          * since we're not locked, and we could end
 248          * up multiply incrementing the round-robin
 249          * counter.  This doesn't have any serious
 250          * effects, however.
 251          */
 252         if (vol != NULL) {
 253             plexno = vol->preferred_plex;                   /* get the plex to use */
 254             if (plexno < 0) {                               /* round robin */
 255                 plexno = vol->last_plex_read;
 256                 vol->last_plex_read++;
 257                 if (vol->last_plex_read >= vol->plexes)     /* got the the end? */
 258                     vol->last_plex_read = 0;                /* wrap around */
 259             }
 260             status = build_read_request(rq, plexno);        /* build a request */
 261         } else {
 262             vinum_off_t diskaddr = (vinum_off_t)(bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT);
 263                                                             /* start offset of transfer */
 264             status = bre(rq,                                /* build a request list */
 265                 rq->volplex.plexno,
 266                 &diskaddr,
 267                 diskaddr + (bp->b_bcount / DEV_BSIZE));
 268         }
 269
 270         if (status > REQUEST_RECOVERED) {                   /* can't satisfy it */
 271             if (status == REQUEST_DOWN) {                   /* not enough subdisks */
 272                 bp->b_error = EIO;                          /* I/O error */
 273                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 274             }
 275             biodone(bio);
 276             freerq(rq);
 277             return -1;
 278         }
 279         return launch_requests(rq, reviveok);               /* now start the requests if we can */
 280     } else
 281         /*
 282          * This is a write operation.  We write to all plexes.  If this is
 283          * a RAID-4 or RAID-5 plex, we must also update the parity stripe.
 284          */
 285     {
 286         if (vol != NULL)
 287             status = build_write_request(rq);               /* Not all the subdisks are up */
 288         else {                                              /* plex I/O */
 289             vinum_off_t diskstart;
 290             vinum_off_t diskend;
 291
 292             diskstart = (vinum_off_t)(bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT); /* start offset of transfer */
 293             diskend = diskstart + bp->b_bcount / DEV_BSIZE;
 294             status = bre(rq, Plexno(dev),
 295                 &diskstart, diskend);  /* build requests for the plex */
 296         }
 297         if (status > REQUEST_RECOVERED) {                   /* can't satisfy it */
 298             if (status == REQUEST_DOWN) {                   /* not enough subdisks */
 299                 bp->b_error = EIO;                          /* I/O error */
 300                 bp->b_flags |= B_ERROR;
 301             }
 302             biodone(bio);
 303             freerq(rq);
 304             return -1;
 305         }
 306         return launch_requests(rq, reviveok);               /* now start the requests if we can */
 307     }
 308 }
 309
 310 /*
 311  * Call the low-level strategy routines to
 312  * perform the requests in a struct request
 313  */
 314 int
 315 launch_requests(struct request *rq, int reviveok)
 316 {
 317     struct rqgroup *rqg;
 318     int rqno;                                               /* loop index */
 319     struct rqelement *rqe;                                  /* current element */
 320     struct drive *drive;
 321     int rcount;                                             /* request count */
 322
 323     /*
 324      * First find out whether we're reviving, and the
 325      * request contains a conflict.  If so, we hang
 326      * the request off plex->waitlist of the first
 327      * plex we find which is reviving
 328      */
 329
 330     if ((rq->flags & XFR_REVIVECONFLICT)                    /* possible revive conflict */
 331     &&(!reviveok)) {                                        /* and we don't want to do it now, */
 332         struct sd *sd;
 333         struct request *waitlist;                           /* point to the waitlist */
 334
 335         sd = &SD[rq->sdno];
 336         if (sd->waitlist != NULL) {                         /* something there already, */
 337             waitlist = sd->waitlist;
 338             while (waitlist->next != NULL)                  /* find the end */
 339                 waitlist = waitlist->next;
 340             waitlist->next = rq;                            /* hook our request there */
 341         } else
 342             sd->waitlist = rq;                              /* hook our request at the front */
 343
 344 #if VINUMDEBUG
 345         if (debug & DEBUG_REVIVECONFLICT) {
 346             log(LOG_DEBUG,
 347                 "Revive conflict sd %d: %p\n%s dev %d.%d, offset 0x%llx, length %d\n",
 348                 rq->sdno,
 349                 rq,
 350                 (rq->bio->bio_buf->b_cmd & BUF_CMD_READ) ? "Read" : "Write",
 351                 major(((cdev_t)rq->bio->bio_driver_info)),
 352                 minor(((cdev_t)rq->bio->bio_driver_info)),
 353                 rq->bio->bio_offset,
 354                 rq->bio->bio_buf->b_bcount);
 355         }
 356 #endif
 357         return 0;                                           /* and get out of here */
 358     }
 359     rq->active = 0;                                         /* nothing yet */
 360 #if VINUMDEBUG
 361     if (debug & DEBUG_ADDRESSES)
 362         log(LOG_DEBUG,
 363             "Request: %p\n%s dev %d.%d, offset 0x%llx, length %d\n",
 364             rq,
 365             (rq->bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_READ) ? "Read" : "Write",
 366             major(((cdev_t)rq->bio->bio_driver_info)),
 367             minor(((cdev_t)rq->bio->bio_driver_info)),
 368             rq->bio->bio_offset,
 369             rq->bio->bio_buf->b_bcount);
 370     vinum_conf.lastrq = rq;
 371     vinum_conf.lastbio = rq->bio;
 372     if (debug & DEBUG_LASTREQS)
 373         logrq(loginfo_user_bpl, (union rqinfou) rq->bio, rq->bio);
 374 #endif
 375
 376     /*
 377      * This loop happens without any participation
 378      * of the bottom half, so it requires no
 379      * protection.
 380      */
 381     for (rqg = rq->rqg; rqg != NULL; rqg = rqg->next) {     /* through the whole request chain */
 382         rqg->active = rqg->count;                           /* they're all active */
 383         for (rqno = 0; rqno < rqg->count; rqno++) {
 384             rqe = &rqg->rqe[rqno];
 385             if (rqe->flags & XFR_BAD_SUBDISK)               /* this subdisk is bad, */
 386                 rqg->active--;                              /* one less active request */
 387         }
 388         if (rqg->active)                                    /* we have at least one active request, */
 389             rq->active++;                                   /* one more active request group */
 390     }
 391
 392     /*
 393      * Now fire off the requests.  In this loop the
 394      * bottom half could be completing requests
 395      * before we finish, so we need critical section protection.
 396      */
 397     crit_enter();
 398     for (rqg = rq->rqg; rqg != NULL;) {                     /* through the whole request chain */
 399         if (rqg->lockbase >= 0)                             /* this rqg needs a lock first */
 400             rqg->lock = lockrange(rqg->lockbase, rqg->rq->bio->bio_buf, &PLEX[rqg->plexno]);
 401         rcount = rqg->count;
 402         for (rqno = 0; rqno < rcount;) {
 403             cdev_t dev;
 404
 405             rqe = &rqg->rqe[rqno];
 406
 407             /*
 408              * Point to next rqg before the bottom end
 409              * changes the structures.
 410              */
 411             if (++rqno >= rcount)
 412                 rqg = rqg->next;
 413             if ((rqe->flags & XFR_BAD_SUBDISK) == 0) {      /* this subdisk is good, */
 414                 drive = &DRIVE[rqe->driveno];               /* look at drive */
 415                 drive->active++;
 416                 if (drive->active >= drive->maxactive)
 417                     drive->maxactive = drive->active;
 418                 vinum_conf.active++;
 419                 if (vinum_conf.active >= vinum_conf.maxactive)
 420                     vinum_conf.maxactive = vinum_conf.active;
 421
 422                 dev = rqe->b.b_bio1.bio_driver_info;
 423 #ifdef VINUMDEBUG
 424                 if (debug & DEBUG_ADDRESSES)
 425                     log(LOG_DEBUG,
 426                         "  %s dev %d.%d, sd %d, offset 0x%llx, devoffset 0x%llx, length %d\n",
 427                         (rqe->b.b_cmd == BUF_CMD_READ) ? "Read" : "Write",
 428                         major(dev),
 429                         minor(dev),
 430                         rqe->sdno,
 431                         rqe->b.b_bio1.bio_offset - ((off_t)SD[rqe->sdno].driveoffset << DEV_BSHIFT),
 432                         rqe->b.b_bio1.bio_offset,
 433                         rqe->b.b_bcount);
 434                 if (debug & DEBUG_LASTREQS)
 435                     logrq(loginfo_rqe, (union rqinfou) rqe, rq->bio);
 436 #endif
 437                 /* fire off the request */
 438                 /* XXX this had better not be a low level drive */
 439                 dev_dstrategy(dev, &rqe->b.b_bio1);
 440             }
 441         }
 442     }
 443     crit_exit();
 444     return 0;
 445 }
 446
 447 /*
 448  * define the low-level requests needed to perform a
 449  * high-level I/O operation for a specific plex 'plexno'.
 450  *
 451  * Return REQUEST_OK if all subdisks involved in the request are up,
 452  * REQUEST_DOWN if some subdisks are not up, and REQUEST_EOF if the
 453  * request is at least partially outside the bounds of the subdisks.
 454  *
 455  * Modify the pointer *diskstart to point to the end address.  On
 456  * read, return on the first bad subdisk, so that the caller
 457  * (build_read_request) can try alternatives.
 458  *
 459  * On entry to this routine, the rqg structures are not assigned.  The
 460  * assignment is performed by expandrq().  Strictly speaking, the
 461  * elements rqe->sdno of all entries should be set to -1, since 0
 462  * (from bzero) is a valid subdisk number.  We avoid this problem by
 463  * initializing the ones we use, and not looking at the others (index
 464  * >= rqg->requests).
 465  */
 466 enum requeststatus
 467 bre(struct request *rq,
 468     int plexno,
 469     vinum_off_t * diskaddr,
 470     vinum_off_t diskend)
 471 {
 472     int sdno;
 473     struct sd *sd;
 474     struct rqgroup *rqg;
 475     struct bio *bio;
 476     struct buf *bp;                                         /* user's bp */
 477     struct plex *plex;
 478     enum requeststatus status;                              /* return value */
 479     vinum_off_t plexoffset;                                         /* offset of transfer in plex */
 480     vinum_off_t stripebase;                                         /* base address of stripe (1st subdisk) */
 481     vinum_off_t stripeoffset;                               /* offset in stripe */
 482     vinum_off_t blockoffset;                                /* offset in stripe on subdisk */
 483     struct rqelement *rqe;                                  /* point to this request information */
 484     vinum_off_t diskstart = *diskaddr;                      /* remember where this transfer starts */
 485     enum requeststatus s;                                   /* temp return value */
 486
 487     bio = rq->bio;                                          /* buffer pointer */
 488     bp = bio->bio_buf;
 489     status = REQUEST_OK;                                    /* return value: OK until proven otherwise */
 490     plex = &PLEX[plexno];                                   /* point to the plex */
 491
 492     switch (plex->organization) {
 493     case plex_concat:
 494         sd = NULL;                                          /* (keep compiler quiet) */
 495         for (sdno = 0; sdno < plex->subdisks; sdno++) {
 496             sd = &SD[plex->sdnos[sdno]];
 497             if (*diskaddr < sd->plexoffset)                 /* we must have a hole, */
 498                 status = REQUEST_DEGRADED;                  /* note the fact */
 499             if (*diskaddr < (sd->plexoffset + sd->sectors)) { /* the request starts in this subdisk */
 500                 rqg = allocrqg(rq, 1);                      /* space for the request */
 501                 if (rqg == NULL) {                          /* malloc failed */
 502                     bp->b_error = ENOMEM;
 503                     bp->b_flags |= B_ERROR;
 504                     return REQUEST_ENOMEM;
 505                 }
 506                 rqg->plexno = plexno;
 507
 508                 rqe = &rqg->rqe[0];                         /* point to the element */
 509                 rqe->rqg = rqg;                             /* group */
 510                 rqe->sdno = sd->sdno;                       /* put in the subdisk number */
 511                 plexoffset = *diskaddr;                     /* start offset in plex */
 512                 rqe->sdoffset = plexoffset - sd->plexoffset; /* start offset in subdisk */
 513                 rqe->useroffset = plexoffset - diskstart;   /* start offset in user buffer */
 514                 rqe->dataoffset = 0;
 515                 rqe->datalen = u64min(diskend - *diskaddr,
 516                                       sd->sectors - rqe->sdoffset);
 517                 rqe->groupoffset = 0;                       /* no groups for concatenated plexes */
 518                 rqe->grouplen = 0;
 519                 rqe->buflen = rqe->datalen;                 /* buffer length is data buffer length */
 520                 rqe->flags = 0;
 521                 rqe->driveno = sd->driveno;
 522                 if (sd->state != sd_up) {                   /* *now* we find the sd is down */
 523                     s = checksdstate(sd, rq, *diskaddr, diskend); /* do we need to change state? */
 524                     if (s == REQUEST_DOWN) {                /* down? */
 525                         rqe->flags = XFR_BAD_SUBDISK;       /* yup */
 526                         if (rq->bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_READ)    /* read request, */
 527                             return REQUEST_DEGRADED;        /* give up here */
 528                         /*
 529                          * If we're writing, don't give up
 530                          * because of a bad subdisk.  Go
 531                          * through to the bitter end, but note
 532                          * which ones we can't access.
 533                          */
 534                         status = REQUEST_DEGRADED;          /* can't do it all */
 535                     }
 536                 }
 537                 *diskaddr += rqe->datalen;                  /* bump the address */
 538                 if (build_rq_buffer(rqe, plex)) {           /* build the buffer */
 539                     deallocrqg(rqg);
 540                     bp->b_error = ENOMEM;
 541                     bp->b_flags |= B_ERROR;
 542                     return REQUEST_ENOMEM;                  /* can't do it */
 543                 }
 544             }
 545             if (*diskaddr == diskend)                       /* we're finished, */
 546                 break;                                      /* get out of here */
 547         }
 548         /*
 549          * We've got to the end of the plex.  Have we got to the end of
 550          * the transfer?  It would seem that having an offset beyond the
 551          * end of the subdisk is an error, but in fact it can happen if
 552          * the volume has another plex of different size.  There's a valid
 553          * question as to why you would want to do this, but currently
 554          * it's allowed.
 555          *
 556          * In a previous version, I returned REQUEST_DOWN here.  I think
 557          * REQUEST_EOF is more appropriate now.
 558          */
 559         if (diskend > sd->sectors + sd->plexoffset)         /* pointing beyond EOF? */
 560             status = REQUEST_EOF;
 561         break;
 562
 563     case plex_striped:
 564         {
 565             while (*diskaddr < diskend) {                   /* until we get it all sorted out */
 566                 if (*diskaddr >= plex->length)              /* beyond the end of the plex */
 567                     return REQUEST_EOF;                     /* can't continue */
 568
 569                 /* The offset of the start address from the start of the stripe. */
 570                 stripeoffset = *diskaddr % (plex->stripesize * plex->subdisks);
 571
 572                 /* The plex-relative address of the start of the stripe. */
 573                 stripebase = *diskaddr - stripeoffset;
 574
 575                 /* The number of the subdisk in which the start is located. */
 576                 sdno = stripeoffset / plex->stripesize;
 577
 578                 /* The offset from the beginning of the stripe on this subdisk. */
 579                 blockoffset = stripeoffset % plex->stripesize;
 580
 581                 sd = &SD[plex->sdnos[sdno]];                /* the subdisk in question */
 582                 rqg = allocrqg(rq, 1);                      /* space for the request */
 583                 if (rqg == NULL) {                          /* malloc failed */
 584                     bp->b_error = ENOMEM;
 585                     bp->b_flags |= B_ERROR;
 586                     return REQUEST_ENOMEM;
 587                 }
 588                 rqg->plexno = plexno;
 589
 590                 rqe = &rqg->rqe[0];                         /* point to the element */
 591                 rqe->rqg = rqg;
 592                 rqe->sdoffset = stripebase / plex->subdisks + blockoffset; /* start offset in this subdisk */
 593                 rqe->useroffset = *diskaddr - diskstart;    /* The offset of the start in the user buffer */
 594                 rqe->dataoffset = 0;
 595                 rqe->datalen = u64min(diskend - *diskaddr,
 596                                       plex->stripesize - blockoffset);
 597                 rqe->groupoffset = 0;                       /* no groups for striped plexes */
 598                 rqe->grouplen = 0;
 599                 rqe->buflen = rqe->datalen;                 /* buffer length is data buffer length */
 600                 rqe->flags = 0;
 601                 rqe->sdno = sd->sdno;                       /* put in the subdisk number */
 602                 rqe->driveno = sd->driveno;
 603
 604                 if (sd->state != sd_up) {                   /* *now* we find the sd is down */
 605                     s = checksdstate(sd, rq, *diskaddr, diskend); /* do we need to change state? */
 606                     if (s == REQUEST_DOWN) {                /* down? */
 607                         rqe->flags = XFR_BAD_SUBDISK;       /* yup */
 608                         if (rq->bio->bio_buf->b_cmd == BUF_CMD_READ)        /* read request, */
 609                             return REQUEST_DEGRADED;        /* give up here */
 610                         /*
 611                          * If we're writing, don't give up
 612                          * because of a bad subdisk.  Go through
 613                          * to the bitter end, but note which
 614                          * ones we can't access.
 615                          */
 616                         status = REQUEST_DEGRADED;          /* can't do it all */
 617                     }
 618                 }
 619                 /*
 620                  * It would seem that having an offset
 621                  * beyond the end of the subdisk is an
 622                  * error, but in fact it can happen if the
 623                  * volume has another plex of different
 624                  * size.  There's a valid question as to why
 625                  * you would want to do this, but currently
 626                  * it's allowed.
 627                  */
 628                 if (rqe->sdoffset + rqe->datalen > sd->sectors) { /* ends beyond the end of the subdisk? */
 629                     rqe->datalen = sd->sectors - rqe->sdoffset; /* truncate */
 630 #if VINUMDEBUG
 631                     if (debug & DEBUG_EOFINFO) {            /* tell on the request */
 632                         log(LOG_DEBUG,
 633                             "vinum: EOF on plex %s, sd %s offset %jx (user offset %jx)\n",
 634                             plex->name,
 635                             sd->name,
 636                             (uintmax_t)sd->sectors,
 637                             (uintmax_t)bp->b_bio1.bio_offset);
 638                         log(LOG_DEBUG,
 639                             "vinum: stripebase 0x%llx, stripeoffset 0x%llx, "
 640                             "blockoffset 0x%llx\n",
 641                             (long long)stripebase,
 642                             (long long)stripeoffset,
 643                             (long long)blockoffset);
 644                     }
 645 #endif
 646                 }
 647                 if (build_rq_buffer(rqe, plex)) {           /* build the buffer */
 648                     deallocrqg(rqg);
 649                     bp->b_error = ENOMEM;
 650                     bp->b_flags |= B_ERROR;
 651                     return REQUEST_ENOMEM;                  /* can't do it */
 652                 }
 653                 *diskaddr += rqe->datalen;                  /* look at the remainder */
 654                 if ((*diskaddr < diskend)                   /* didn't finish the request on this stripe */
 655                 &&(*diskaddr < plex->length)) {             /* and there's more to come */
 656                     plex->multiblock++;                     /* count another one */
 657                     if (sdno == plex->subdisks - 1)         /* last subdisk, */
 658                         plex->multistripe++;                /* another stripe as well */
 659                 }
 660             }
 661         }
 662         break;
 663
 664         /*
 665          * RAID-4 and RAID-5 are complicated enough to have their own
 666          * function.
 667          */
 668     case plex_raid4:
 669     case plex_raid5:
 670         status = bre5(rq, plexno, diskaddr, diskend);
 671         break;
 672
 673     default:
 674         log(LOG_ERR, "vinum: invalid plex type %d in bre\n", plex->organization);
 675         status = REQUEST_DOWN;                              /* can't access it */
 676     }
 677
 678     return status;
 679 }
 680
 681 /*
 682  * Build up a request structure for reading volumes.
 683  * This function is not needed for plex reads, since there's
 684  * no recovery if a plex read can't be satisified.
 685  */
 686 enum requeststatus
 687 build_read_request(struct request *rq,                      /* request */
 688     int plexindex)
 689 {                                                           /* index in the volume's plex table */
 690     struct bio *bio;
 691     struct buf *bp;
 692     vinum_off_t startaddr;                                          /* offset of previous part of transfer */
 693     vinum_off_t diskaddr;                                           /* offset of current part of transfer */
 694     vinum_off_t diskend;                                            /* and end offset of transfer */
 695     int plexno;                                             /* plex index in vinum_conf */
 696     struct rqgroup *rqg;                                    /* point to the request we're working on */
 697     struct volume *vol;                                     /* volume in question */
 698     int recovered = 0;                                      /* set if we recover a read */
 699     enum requeststatus status = REQUEST_OK;
 700     int plexmask;                                           /* bit mask of plexes, for recovery */
 701
 702     bio = rq->bio;                                          /* buffer pointer */
 703     bp = bio->bio_buf;
 704     diskaddr = bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT;               /* start offset of transfer */
 705     diskend = diskaddr + (bp->b_bcount / DEV_BSIZE);        /* and end offset of transfer */
 706     rqg = &rq->rqg[plexindex];                              /* plex request */
 707     vol = &VOL[rq->volplex.volno];                          /* point to volume */
 708
 709     while (diskaddr < diskend) {                            /* build up request components */
 710         startaddr = diskaddr;
 711         status = bre(rq, vol->plex[plexindex], &diskaddr, diskend); /* build up a request */
 712         switch (status) {
 713         case REQUEST_OK:
 714             continue;
 715
 716         case REQUEST_RECOVERED:
 717             /*
 718              * XXX FIXME if we have more than one plex, and we can
 719              * satisfy the request from another, don't use the
 720              * recovered request, since it's more expensive.
 721              */
 722             recovered = 1;
 723             break;
 724
 725         case REQUEST_ENOMEM:
 726             return status;
 727             /*
 728              * If we get here, our request is not complete.  Try
 729              * to fill in the missing parts from another plex.
 730              * This can happen multiple times in this function,
 731              * and we reinitialize the plex mask each time, since
 732              * we could have a hole in our plexes.
 733              */
 734         case REQUEST_EOF:
 735         case REQUEST_DOWN:                                  /* can't access the plex */
 736         case REQUEST_DEGRADED:                              /* can't access the plex */
 737             plexmask = ((1 << vol->plexes) - 1)             /* all plexes in the volume */
 738             &~(1 << plexindex);                             /* except for the one we were looking at */
 739             for (plexno = 0; plexno < vol->plexes; plexno++) {
 740                 if (plexmask == 0)                          /* no plexes left to try */
 741                     return REQUEST_DOWN;                    /* failed */
 742                 diskaddr = startaddr;                       /* start at the beginning again */
 743                 if (plexmask & (1 << plexno)) {             /* we haven't tried this plex yet */
 744                     bre(rq, vol->plex[plexno], &diskaddr, diskend); /* try a request */
 745                     if (diskaddr > startaddr) {             /* we satisfied another part */
 746                         recovered = 1;                      /* we recovered from the problem */
 747                         status = REQUEST_OK;                /* don't complain about it */
 748                         break;
 749                     }
 750                 }
 751             }
 752             if (diskaddr == startaddr)                      /* didn't get any further, */
 753                 return status;
 754         }
 755         if (recovered)
 756             vol->recovered_reads += recovered;              /* adjust our recovery count */
 757     }
 758     return status;
 759 }
 760
 761 /*
 762  * Build up a request structure for writes.
 763  * Return 0 if all subdisks involved in the request are up, 1 if some
 764  * subdisks are not up, and -1 if the request is at least partially
 765  * outside the bounds of the subdisks.
 766  */
 767 enum requeststatus
 768 build_write_request(struct request *rq)
 769 {                                                           /* request */
 770     struct bio *bio;
 771     struct buf *bp;
 772     vinum_off_t diskstart;                                          /* offset of current part of transfer */
 773     vinum_off_t diskend;                                            /* and end offset of transfer */
 774     int plexno;                                             /* plex index in vinum_conf */
 775     struct volume *vol;                                     /* volume in question */
 776     enum requeststatus status;
 777
 778     bio = rq->bio;                                          /* buffer pointer */
 779     bp = bio->bio_buf;
 780     vol = &VOL[rq->volplex.volno];                          /* point to volume */
 781     diskend = (vinum_off_t)(bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT) + (bp->b_bcount / DEV_BSIZE);            /* end offset of transfer */
 782     status = REQUEST_DOWN;                                  /* assume the worst */
 783     for (plexno = 0; plexno < vol->plexes; plexno++) {
 784         diskstart = (vinum_off_t)(bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT);                           /* start offset of transfer */
 785         /*
 786          * Build requests for the plex.
 787          * We take the best possible result here (min,
 788          * not max): we're happy if we can write at all
 789          */
 790         status = u64min(status,
 791                      bre(rq, vol->plex[plexno], &diskstart, diskend));
 792     }
 793     return status;
 794 }
 795
 796 /* Fill in the struct buf part of a request element. */
 797 enum requeststatus
 798 build_rq_buffer(struct rqelement *rqe, struct plex *plex)
 799 {
 800     struct sd *sd;                                          /* point to subdisk */
 801     struct volume *vol;
 802     struct buf *bp;
 803     struct buf *ubp;                                        /* user (high level) buffer header */
 804     struct bio *ubio;
 805
 806     vol = &VOL[rqe->rqg->rq->volplex.volno];
 807     sd = &SD[rqe->sdno];                                    /* point to subdisk */
 808     bp = &rqe->b;
 809     ubio = rqe->rqg->rq->bio;                               /* pointer to user buffer header */
 810     ubp = ubio->bio_buf;
 811
 812     /* Initialize the buf struct */
 813     /* copy these flags from user bp */
 814     bp->b_flags = ubp->b_flags & (B_ORDERED | B_NOCACHE);
 815     bp->b_cmd = ubp->b_cmd;
 816 #ifdef VINUMDEBUG
 817     if (rqe->flags & XFR_BUFLOCKED)                         /* paranoia */
 818         panic("build_rq_buffer: rqe already locked");       /* XXX remove this when we're sure */
 819 #endif
 820     initbufbio(bp);
 821     BUF_LOCK(bp, LK_EXCLUSIVE);                             /* and lock it */
 822     BUF_KERNPROC(bp);
 823     rqe->flags |= XFR_BUFLOCKED;
 824     bp->b_bio1.bio_done = complete_rqe;
 825     /*
 826      * You'd think that we wouldn't need to even
 827      * build the request buffer for a dead subdisk,
 828      * but in some cases we need information like
 829      * the user buffer address.  Err on the side of
 830      * generosity and supply what we can.  That
 831      * obviously doesn't include drive information
 832      * when the drive is dead.
 833      */
 834     if ((rqe->flags & XFR_BAD_SUBDISK) == 0)                /* subdisk is accessible, */
 835         bp->b_bio1.bio_driver_info = DRIVE[rqe->driveno].dev; /* drive device */
 836     bp->b_bio1.bio_offset = (off_t)(rqe->sdoffset + sd->driveoffset) << DEV_BSHIFT;     /* start address */
 837     bp->b_bcount = rqe->buflen << DEV_BSHIFT;               /* number of bytes to transfer */
 838     bp->b_resid = bp->b_bcount;                             /* and it's still all waiting */
 839
 840     if (rqe->flags & XFR_MALLOCED) {                        /* this operation requires a malloced buffer */
 841         bp->b_data = Malloc(bp->b_bcount);                  /* get a buffer to put it in */
 842         if (bp->b_data == NULL) {                           /* failed */
 843             abortrequest(rqe->rqg->rq, ENOMEM);
 844             return REQUEST_ENOMEM;                          /* no memory */
 845         }
 846     } else
 847         /*
 848          * Point directly to user buffer data.  This means
 849          * that we don't need to do anything when we have
 850          * finished the transfer
 851          */
 852         bp->b_data = ubp->b_data + rqe->useroffset * DEV_BSIZE;
 853     /*
 854      * On a recovery read, we perform an XOR of
 855      * all blocks to the user buffer.  To make
 856      * this work, we first clean out the buffer
 857      */
 858     if ((rqe->flags & (XFR_RECOVERY_READ | XFR_BAD_SUBDISK))
 859         == (XFR_RECOVERY_READ | XFR_BAD_SUBDISK)) {         /* bad subdisk of a recovery read */
 860         int length = rqe->grouplen << DEV_BSHIFT;           /* and count involved */
 861         char *data = (char *) &rqe->b.b_data[rqe->groupoffset << DEV_BSHIFT]; /* destination */
 862
 863         bzero(data, length);                                /* clean it out */
 864     }
 865     return 0;
 866 }
 867
 868 /*
 869  * Abort a request: free resources and complete the
 870  * user request with the specified error
 871  */
 872 int
 873 abortrequest(struct request *rq, int error)
 874 {
 875     struct buf *bp = rq->bio->bio_buf;                      /* user buffer */
 876
 877     bp->b_error = error;
 878     freerq(rq);                                             /* free everything we're doing */
 879     bp->b_flags |= B_ERROR;
 880     return error;                                           /* and give up */
 881 }
 882
 883 /*
 884  * Check that our transfer will cover the
 885  * complete address space of the user request.
 886  *
 887  * Return 1 if it can, otherwise 0
 888  */
 889 int
 890 check_range_covered(struct request *rq)
 891 {
 892     return 1;
 893 }
 894
 895 /* Perform I/O on a subdisk */
 896 void
 897 sdio(struct bio *bio)
 898 {
 899     cdev_t dev;
 900     struct sd *sd;
 901     struct sdbuf *sbp;
 902     vinum_off_t endoffset;
 903     struct drive *drive;
 904     struct buf *bp = bio->bio_buf;
 905
 906     dev = bio->bio_driver_info;
 907
 908 #if VINUMDEBUG
 909     if (debug & DEBUG_LASTREQS)
 910         logrq(loginfo_sdio, (union rqinfou) bio, bio);
 911 #endif
 912     sd = &SD[Sdno(dev)];                                    /* point to the subdisk */
 913     drive = &DRIVE[sd->driveno];
 914
 915     if (drive->state != drive_up) {
 916         if (sd->state >= sd_crashed) {
 917             if (bp->b_cmd != BUF_CMD_READ)                  /* writing, */
 918                 set_sd_state(sd->sdno, sd_stale, setstate_force);
 919             else
 920                 set_sd_state(sd->sdno, sd_crashed, setstate_force);
 921         }
 922         bp->b_error = EIO;
 923         bp->b_flags |= B_ERROR;
 924         biodone(bio);
 925         return;
 926     }
 927     /*
 928      * We allow access to any kind of subdisk as long as we can expect
 929      * to get the I/O performed.
 930      */
 931     if (sd->state < sd_empty) {                             /* nothing to talk to, */
 932         bp->b_error = EIO;
 933         bp->b_flags |= B_ERROR;
 934         biodone(bio);
 935         return;
 936     }
 937     /* Get a buffer */
 938     sbp = (struct sdbuf *) Malloc(sizeof(struct sdbuf));
 939     if (sbp == NULL) {
 940         bp->b_error = ENOMEM;
 941         bp->b_flags |= B_ERROR;
 942         biodone(bio);
 943         return;
 944     }
 945     bzero(sbp, sizeof(struct sdbuf));                       /* start with nothing */
 946     sbp->b.b_cmd = bp->b_cmd;
 947     sbp->b.b_bcount = bp->b_bcount;                         /* number of bytes to transfer */
 948     sbp->b.b_resid = bp->b_resid;                           /* and amount waiting */
 949     sbp->b.b_data = bp->b_data;                             /* data buffer */
 950     initbufbio(&sbp->b);
 951     BUF_LOCK(&sbp->b, LK_EXCLUSIVE);                        /* and lock it */
 952     BUF_KERNPROC(&sbp->b);
 953     sbp->b.b_bio1.bio_offset = bio->bio_offset + ((off_t)sd->driveoffset << DEV_BSHIFT);
 954     sbp->b.b_bio1.bio_done = sdio_done;                     /* come here on completion */
 955     sbp->b.b_bio1.bio_flags |= BIO_SYNC;
 956     sbp->bio = bio;                                         /* note the address of the original header */
 957     sbp->sdno = sd->sdno;                                   /* note for statistics */
 958     sbp->driveno = sd->driveno;
 959     endoffset = (vinum_off_t)(bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT) + sbp->b.b_bcount / DEV_BSIZE;  /* final sector offset */
 960     if (endoffset > sd->sectors) {                          /* beyond the end */
 961         sbp->b.b_bcount -= (endoffset - sd->sectors) * DEV_BSIZE; /* trim */
 962         if (sbp->b.b_bcount <= 0) {                         /* nothing to transfer */
 963             bp->b_resid = bp->b_bcount;                     /* nothing transferred */
 964             biodone(bio);
 965             BUF_UNLOCK(&sbp->b);
 966             uninitbufbio(&sbp->b);
 967             Free(sbp);
 968             return;
 969         }
 970     }
 971 #if VINUMDEBUG
 972     if (debug & DEBUG_ADDRESSES)
 973         log(LOG_DEBUG,
 974             "  %s dev %s, sd %d, offset 0x%llx, devoffset 0x%llx, length %d\n",
 975             (sbp->b.b_cmd == BUF_CMD_READ) ? "Read" : "Write",
 976             drive->devicename,
 977             sbp->sdno,
 978             sbp->b.b_bio1.bio_offset - ((off_t)SD[sbp->sdno].driveoffset << DEV_BSHIFT),
 979             sbp->b.b_bio1.bio_offset,
 980             sbp->b.b_bcount);
 981 #endif
 982     crit_enter();
 983 #if VINUMDEBUG
 984     if (debug & DEBUG_LASTREQS)
 985         logrq(loginfo_sdiol, (union rqinfou) &sbp->b.b_bio1, &sbp->b.b_bio1);
 986 #endif
 987     vn_strategy(drive->vp, &sbp->b.b_bio1);
 988     crit_exit();
 989 }
 990
 991 /*
 992  * Determine the size of the transfer, and make sure it is
 993  * within the boundaries of the partition. Adjust transfer
 994  * if needed, and signal errors or early completion.
 995  *
 996  * Volumes are simpler than disk slices: they only contain
 997  * one component (though we call them a, b and c to make
 998  * system utilities happy), and they always take up the
 999  * complete space of the "partition".
1000  *
1001  * I'm still not happy with this: why should the label be
1002  * protected?  If it weren't so damned difficult to write
1003  * one in the first pleace (because it's protected), it wouldn't
1004  * be a problem.
1005  */
1006 struct bio *
1007 vinum_bounds_check(struct bio *bio, struct volume *vol)
1008 {
1009     struct buf *bp = bio->bio_buf;
1010     struct bio *nbio;
1011     vinum_off_t maxsize = vol->size;                                /* size of the partition (sectors) */
1012     int size = (bp->b_bcount + DEV_BSIZE - 1) >> DEV_BSHIFT; /* size of this request (sectors) */
1013     vinum_off_t blkno = (vinum_off_t)(bio->bio_offset >> DEV_BSHIFT);
1014
1015     if (size == 0)                                          /* no transfer specified, */
1016         return 0;                                           /* treat as EOF */
1017     /* beyond partition? */
1018     if (bio->bio_offset < 0                                 /* negative start */
1019         || blkno + size > maxsize) {                /* or goes beyond the end of the partition */
1020         /* if exactly at end of disk, return an EOF */
1021         if (blkno == maxsize) {
1022             bp->b_resid = bp->b_bcount;
1023             return (NULL);
1024         }
1025         /* or truncate if part of it fits */
1026         size = maxsize - blkno;
1027         if (size <= 0) {                                    /* nothing to transfer */
1028             bp->b_error = EINVAL;
1029             bp->b_flags |= B_ERROR;
1030             return (NULL);
1031         }
1032         bp->b_bcount = size << DEV_BSHIFT;
1033     }
1034     nbio = push_bio(bio);
1035     nbio->bio_offset = bio->bio_offset;
1036     return (nbio);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Allocate a request group and hook
1041  * it in in the list for rq
1042  */
1043 struct rqgroup *
1044 allocrqg(struct request *rq, int elements)
1045 {
1046     struct rqgroup *rqg;                                    /* the one we're going to allocate */
1047     int size = sizeof(struct rqgroup) + elements * sizeof(struct rqelement);
1048
1049     rqg = (struct rqgroup *) Malloc(size);
1050     if (rqg != NULL) {                                      /* malloc OK, */
1051         if (rq->rqg)                                        /* we already have requests */
1052             rq->lrqg->next = rqg;                           /* hang it off the end */
1053         else                                                /* first request */
1054             rq->rqg = rqg;                                  /* at the start */
1055         rq->lrqg = rqg;                                     /* this one is the last in the list */
1056
1057         bzero(rqg, size);                                   /* no old junk */
1058         rqg->rq = rq;                                       /* point back to the parent request */
1059         rqg->count = elements;                              /* number of requests in the group */
1060         rqg->lockbase = -1;                                 /* no lock required yet */
1061     }
1062     return rqg;
1063 }
1064
1065 /*
1066  * Deallocate a request group out of a chain.  We do
1067  * this by linear search: the chain is short, this
1068  * almost never happens, and currently it can only
1069  * happen to the first member of the chain.
1070  */
1071 void
1072 deallocrqg(struct rqgroup *rqg)
1073 {
1074     struct rqgroup *rqgc = rqg->rq->rqg;                    /* point to the request chain */
1075
1076     if (rqg->lock)                                          /* got a lock? */
1077         unlockrange(rqg->plexno, rqg->lock);                /* yes, free it */
1078     if (rqgc == rqg)                                        /* we're first in line */
1079         rqg->rq->rqg = rqg->next;                           /* unhook ourselves */
1080     else {
1081         while ((rqgc->next != NULL)                         /* find the group */
1082         &&(rqgc->next != rqg))
1083             rqgc = rqgc->next;
1084         if (rqgc->next == NULL)
1085             log(LOG_ERR,
1086                 "vinum deallocrqg: rqg %p not found in request %p\n",
1087                 rqg->rq,
1088                 rqg);
1089         else
1090             rqgc->next = rqg->next;                         /* make the chain jump over us */
1091     }
1092     Free(rqg);
1093 }