md: convert to kvmalloc
[muen/linux.git] / drivers / md / raid5.h
1 /* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0 */
2 #ifndef _RAID5_H
3 #define _RAID5_H
4
5 #include <linux/raid/xor.h>
6 #include <linux/dmaengine.h>
7
8 /*
9  *
10  * Each stripe contains one buffer per device.  Each buffer can be in
11  * one of a number of states stored in "flags".  Changes between
12  * these states happen *almost* exclusively under the protection of the
13  * STRIPE_ACTIVE flag.  Some very specific changes can happen in bi_end_io, and
14  * these are not protected by STRIPE_ACTIVE.
15  *
16  * The flag bits that are used to represent these states are:
17  *   R5_UPTODATE and R5_LOCKED
18  *
19  * State Empty == !UPTODATE, !LOCK
20  *        We have no data, and there is no active request
21  * State Want == !UPTODATE, LOCK
22  *        A read request is being submitted for this block
23  * State Dirty == UPTODATE, LOCK
24  *        Some new data is in this buffer, and it is being written out
25  * State Clean == UPTODATE, !LOCK
26  *        We have valid data which is the same as on disc
27  *
28  * The possible state transitions are:
29  *
30  *  Empty -> Want   - on read or write to get old data for  parity calc
31  *  Empty -> Dirty  - on compute_parity to satisfy write/sync request.
32  *  Empty -> Clean  - on compute_block when computing a block for failed drive
33  *  Want  -> Empty  - on failed read
34  *  Want  -> Clean  - on successful completion of read request
35  *  Dirty -> Clean  - on successful completion of write request
36  *  Dirty -> Clean  - on failed write
37  *  Clean -> Dirty  - on compute_parity to satisfy write/sync (RECONSTRUCT or RMW)
38  *
39  * The Want->Empty, Want->Clean, Dirty->Clean, transitions
40  * all happen in b_end_io at interrupt time.
41  * Each sets the Uptodate bit before releasing the Lock bit.
42  * This leaves one multi-stage transition:
43  *    Want->Dirty->Clean
44  * This is safe because thinking that a Clean buffer is actually dirty
45  * will at worst delay some action, and the stripe will be scheduled
46  * for attention after the transition is complete.
47  *
48  * There is one possibility that is not covered by these states.  That
49  * is if one drive has failed and there is a spare being rebuilt.  We
50  * can't distinguish between a clean block that has been generated
51  * from parity calculations, and a clean block that has been
52  * successfully written to the spare ( or to parity when resyncing).
53  * To distinguish these states we have a stripe bit STRIPE_INSYNC that
54  * is set whenever a write is scheduled to the spare, or to the parity
55  * disc if there is no spare.  A sync request clears this bit, and
56  * when we find it set with no buffers locked, we know the sync is
57  * complete.
58  *
59  * Buffers for the md device that arrive via make_request are attached
60  * to the appropriate stripe in one of two lists linked on b_reqnext.
61  * One list (bh_read) for read requests, one (bh_write) for write.
62  * There should never be more than one buffer on the two lists
63  * together, but we are not guaranteed of that so we allow for more.
64  *
65  * If a buffer is on the read list when the associated cache buffer is
66  * Uptodate, the data is copied into the read buffer and it's b_end_io
67  * routine is called.  This may happen in the end_request routine only
68  * if the buffer has just successfully been read.  end_request should
69  * remove the buffers from the list and then set the Uptodate bit on
70  * the buffer.  Other threads may do this only if they first check
71  * that the Uptodate bit is set.  Once they have checked that they may
72  * take buffers off the read queue.
73  *
74  * When a buffer on the write list is committed for write it is copied
75  * into the cache buffer, which is then marked dirty, and moved onto a
76  * third list, the written list (bh_written).  Once both the parity
77  * block and the cached buffer are successfully written, any buffer on
78  * a written list can be returned with b_end_io.
79  *
80  * The write list and read list both act as fifos.  The read list,
81  * write list and written list are protected by the device_lock.
82  * The device_lock is only for list manipulations and will only be
83  * held for a very short time.  It can be claimed from interrupts.
84  *
85  *
86  * Stripes in the stripe cache can be on one of two lists (or on
87  * neither).  The "inactive_list" contains stripes which are not
88  * currently being used for any request.  They can freely be reused
89  * for another stripe.  The "handle_list" contains stripes that need
90  * to be handled in some way.  Both of these are fifo queues.  Each
91  * stripe is also (potentially) linked to a hash bucket in the hash
92  * table so that it can be found by sector number.  Stripes that are
93  * not hashed must be on the inactive_list, and will normally be at
94  * the front.  All stripes start life this way.
95  *
96  * The inactive_list, handle_list and hash bucket lists are all protected by the
97  * device_lock.
98  *  - stripes have a reference counter. If count==0, they are on a list.
99  *  - If a stripe might need handling, STRIPE_HANDLE is set.
100  *  - When refcount reaches zero, then if STRIPE_HANDLE it is put on
101  *    handle_list else inactive_list
102  *
103  * This, combined with the fact that STRIPE_HANDLE is only ever
104  * cleared while a stripe has a non-zero count means that if the
105  * refcount is 0 and STRIPE_HANDLE is set, then it is on the
106  * handle_list and if recount is 0 and STRIPE_HANDLE is not set, then
107  * the stripe is on inactive_list.
108  *
109  * The possible transitions are:
110  *  activate an unhashed/inactive stripe (get_active_stripe())
111  *     lockdev check-hash unlink-stripe cnt++ clean-stripe hash-stripe unlockdev
112  *  activate a hashed, possibly active stripe (get_active_stripe())
113  *     lockdev check-hash if(!cnt++)unlink-stripe unlockdev
114  *  attach a request to an active stripe (add_stripe_bh())
115  *     lockdev attach-buffer unlockdev
116  *  handle a stripe (handle_stripe())
117  *     setSTRIPE_ACTIVE,  clrSTRIPE_HANDLE ...
118  *              (lockdev check-buffers unlockdev) ..
119  *              change-state ..
120  *              record io/ops needed clearSTRIPE_ACTIVE schedule io/ops
121  *  release an active stripe (release_stripe())
122  *     lockdev if (!--cnt) { if  STRIPE_HANDLE, add to handle_list else add to inactive-list } unlockdev
123  *
124  * The refcount counts each thread that have activated the stripe,
125  * plus raid5d if it is handling it, plus one for each active request
126  * on a cached buffer, and plus one if the stripe is undergoing stripe
127  * operations.
128  *
129  * The stripe operations are:
130  * -copying data between the stripe cache and user application buffers
131  * -computing blocks to save a disk access, or to recover a missing block
132  * -updating the parity on a write operation (reconstruct write and
133  *  read-modify-write)
134  * -checking parity correctness
135  * -running i/o to disk
136  * These operations are carried out by raid5_run_ops which uses the async_tx
137  * api to (optionally) offload operations to dedicated hardware engines.
138  * When requesting an operation handle_stripe sets the pending bit for the
139  * operation and increments the count.  raid5_run_ops is then run whenever
140  * the count is non-zero.
141  * There are some critical dependencies between the operations that prevent some
142  * from being requested while another is in flight.
143  * 1/ Parity check operations destroy the in cache version of the parity block,
144  *    so we prevent parity dependent operations like writes and compute_blocks
145  *    from starting while a check is in progress.  Some dma engines can perform
146  *    the check without damaging the parity block, in these cases the parity
147  *    block is re-marked up to date (assuming the check was successful) and is
148  *    not re-read from disk.
149  * 2/ When a write operation is requested we immediately lock the affected
150  *    blocks, and mark them as not up to date.  This causes new read requests
151  *    to be held off, as well as parity checks and compute block operations.
152  * 3/ Once a compute block operation has been requested handle_stripe treats
153  *    that block as if it is up to date.  raid5_run_ops guaruntees that any
154  *    operation that is dependent on the compute block result is initiated after
155  *    the compute block completes.
156  */
157
158 /*
159  * Operations state - intermediate states that are visible outside of
160  *   STRIPE_ACTIVE.
161  * In general _idle indicates nothing is running, _run indicates a data
162  * processing operation is active, and _result means the data processing result
163  * is stable and can be acted upon.  For simple operations like biofill and
164  * compute that only have an _idle and _run state they are indicated with
165  * sh->state flags (STRIPE_BIOFILL_RUN and STRIPE_COMPUTE_RUN)
166  */
167 /**
168  * enum check_states - handles syncing / repairing a stripe
169  * @check_state_idle - check operations are quiesced
170  * @check_state_run - check operation is running
171  * @check_state_result - set outside lock when check result is valid
172  * @check_state_compute_run - check failed and we are repairing
173  * @check_state_compute_result - set outside lock when compute result is valid
174  */
175 enum check_states {
176         check_state_idle = 0,
177         check_state_run, /* xor parity check */
178         check_state_run_q, /* q-parity check */
179         check_state_run_pq, /* pq dual parity check */
180         check_state_check_result,
181         check_state_compute_run, /* parity repair */
182         check_state_compute_result,
183 };
184
185 /**
186  * enum reconstruct_states - handles writing or expanding a stripe
187  */
188 enum reconstruct_states {
189         reconstruct_state_idle = 0,
190         reconstruct_state_prexor_drain_run,     /* prexor-write */
191         reconstruct_state_drain_run,            /* write */
192         reconstruct_state_run,                  /* expand */
193         reconstruct_state_prexor_drain_result,
194         reconstruct_state_drain_result,
195         reconstruct_state_result,
196 };
197
198 struct stripe_head {
199         struct hlist_node       hash;
200         struct list_head        lru;          /* inactive_list or handle_list */
201         struct llist_node       release_list;
202         struct r5conf           *raid_conf;
203         short                   generation;     /* increments with every
204                                                  * reshape */
205         sector_t                sector;         /* sector of this row */
206         short                   pd_idx;         /* parity disk index */
207         short                   qd_idx;         /* 'Q' disk index for raid6 */
208         short                   ddf_layout;/* use DDF ordering to calculate Q */
209         short                   hash_lock_index;
210         unsigned long           state;          /* state flags */
211         atomic_t                count;        /* nr of active thread/requests */
212         int                     bm_seq; /* sequence number for bitmap flushes */
213         int                     disks;          /* disks in stripe */
214         int                     overwrite_disks; /* total overwrite disks in stripe,
215                                                   * this is only checked when stripe
216                                                   * has STRIPE_BATCH_READY
217                                                   */
218         enum check_states       check_state;
219         enum reconstruct_states reconstruct_state;
220         spinlock_t              stripe_lock;
221         int                     cpu;
222         struct r5worker_group   *group;
223
224         struct stripe_head      *batch_head; /* protected by stripe lock */
225         spinlock_t              batch_lock; /* only header's lock is useful */
226         struct list_head        batch_list; /* protected by head's batch lock*/
227
228         union {
229                 struct r5l_io_unit      *log_io;
230                 struct ppl_io_unit      *ppl_io;
231         };
232
233         struct list_head        log_list;
234         sector_t                log_start; /* first meta block on the journal */
235         struct list_head        r5c; /* for r5c_cache->stripe_in_journal */
236
237         struct page             *ppl_page; /* partial parity of this stripe */
238         /**
239          * struct stripe_operations
240          * @target - STRIPE_OP_COMPUTE_BLK target
241          * @target2 - 2nd compute target in the raid6 case
242          * @zero_sum_result - P and Q verification flags
243          * @request - async service request flags for raid_run_ops
244          */
245         struct stripe_operations {
246                 int                  target, target2;
247                 enum sum_check_flags zero_sum_result;
248         } ops;
249         struct r5dev {
250                 /* rreq and rvec are used for the replacement device when
251                  * writing data to both devices.
252                  */
253                 struct bio      req, rreq;
254                 struct bio_vec  vec, rvec;
255                 struct page     *page, *orig_page;
256                 struct bio      *toread, *read, *towrite, *written;
257                 sector_t        sector;                 /* sector of this page */
258                 unsigned long   flags;
259                 u32             log_checksum;
260                 unsigned short  write_hint;
261         } dev[1]; /* allocated with extra space depending of RAID geometry */
262 };
263
264 /* stripe_head_state - collects and tracks the dynamic state of a stripe_head
265  *     for handle_stripe.
266  */
267 struct stripe_head_state {
268         /* 'syncing' means that we need to read all devices, either
269          * to check/correct parity, or to reconstruct a missing device.
270          * 'replacing' means we are replacing one or more drives and
271          * the source is valid at this point so we don't need to
272          * read all devices, just the replacement targets.
273          */
274         int syncing, expanding, expanded, replacing;
275         int locked, uptodate, to_read, to_write, failed, written;
276         int to_fill, compute, req_compute, non_overwrite;
277         int injournal, just_cached;
278         int failed_num[2];
279         int p_failed, q_failed;
280         int dec_preread_active;
281         unsigned long ops_request;
282
283         struct md_rdev *blocked_rdev;
284         int handle_bad_blocks;
285         int log_failed;
286         int waiting_extra_page;
287 };
288
289 /* Flags for struct r5dev.flags */
290 enum r5dev_flags {
291         R5_UPTODATE,    /* page contains current data */
292         R5_LOCKED,      /* IO has been submitted on "req" */
293         R5_DOUBLE_LOCKED,/* Cannot clear R5_LOCKED until 2 writes complete */
294         R5_OVERWRITE,   /* towrite covers whole page */
295 /* and some that are internal to handle_stripe */
296         R5_Insync,      /* rdev && rdev->in_sync at start */
297         R5_Wantread,    /* want to schedule a read */
298         R5_Wantwrite,
299         R5_Overlap,     /* There is a pending overlapping request
300                          * on this block */
301         R5_ReadNoMerge, /* prevent bio from merging in block-layer */
302         R5_ReadError,   /* seen a read error here recently */
303         R5_ReWrite,     /* have tried to over-write the readerror */
304
305         R5_Expanded,    /* This block now has post-expand data */
306         R5_Wantcompute, /* compute_block in progress treat as
307                          * uptodate
308                          */
309         R5_Wantfill,    /* dev->toread contains a bio that needs
310                          * filling
311                          */
312         R5_Wantdrain,   /* dev->towrite needs to be drained */
313         R5_WantFUA,     /* Write should be FUA */
314         R5_SyncIO,      /* The IO is sync */
315         R5_WriteError,  /* got a write error - need to record it */
316         R5_MadeGood,    /* A bad block has been fixed by writing to it */
317         R5_ReadRepl,    /* Will/did read from replacement rather than orig */
318         R5_MadeGoodRepl,/* A bad block on the replacement device has been
319                          * fixed by writing to it */
320         R5_NeedReplace, /* This device has a replacement which is not
321                          * up-to-date at this stripe. */
322         R5_WantReplace, /* We need to update the replacement, we have read
323                          * data in, and now is a good time to write it out.
324                          */
325         R5_Discard,     /* Discard the stripe */
326         R5_SkipCopy,    /* Don't copy data from bio to stripe cache */
327         R5_InJournal,   /* data being written is in the journal device.
328                          * if R5_InJournal is set for parity pd_idx, all the
329                          * data and parity being written are in the journal
330                          * device
331                          */
332         R5_OrigPageUPTDODATE,   /* with write back cache, we read old data into
333                                  * dev->orig_page for prexor. When this flag is
334                                  * set, orig_page contains latest data in the
335                                  * raid disk.
336                                  */
337 };
338
339 /*
340  * Stripe state
341  */
342 enum {
343         STRIPE_ACTIVE,
344         STRIPE_HANDLE,
345         STRIPE_SYNC_REQUESTED,
346         STRIPE_SYNCING,
347         STRIPE_INSYNC,
348         STRIPE_REPLACED,
349         STRIPE_PREREAD_ACTIVE,
350         STRIPE_DELAYED,
351         STRIPE_DEGRADED,
352         STRIPE_BIT_DELAY,
353         STRIPE_EXPANDING,
354         STRIPE_EXPAND_SOURCE,
355         STRIPE_EXPAND_READY,
356         STRIPE_IO_STARTED,      /* do not count towards 'bypass_count' */
357         STRIPE_FULL_WRITE,      /* all blocks are set to be overwritten */
358         STRIPE_BIOFILL_RUN,
359         STRIPE_COMPUTE_RUN,
360         STRIPE_OPS_REQ_PENDING,
361         STRIPE_ON_UNPLUG_LIST,
362         STRIPE_DISCARD,
363         STRIPE_ON_RELEASE_LIST,
364         STRIPE_BATCH_READY,
365         STRIPE_BATCH_ERR,
366         STRIPE_BITMAP_PENDING,  /* Being added to bitmap, don't add
367                                  * to batch yet.
368                                  */
369         STRIPE_LOG_TRAPPED,     /* trapped into log (see raid5-cache.c)
370                                  * this bit is used in two scenarios:
371                                  *
372                                  * 1. write-out phase
373                                  *  set in first entry of r5l_write_stripe
374                                  *  clear in second entry of r5l_write_stripe
375                                  *  used to bypass logic in handle_stripe
376                                  *
377                                  * 2. caching phase
378                                  *  set in r5c_try_caching_write()
379                                  *  clear when journal write is done
380                                  *  used to initiate r5c_cache_data()
381                                  *  also used to bypass logic in handle_stripe
382                                  */
383         STRIPE_R5C_CACHING,     /* the stripe is in caching phase
384                                  * see more detail in the raid5-cache.c
385                                  */
386         STRIPE_R5C_PARTIAL_STRIPE,      /* in r5c cache (to-be/being handled or
387                                          * in conf->r5c_partial_stripe_list)
388                                          */
389         STRIPE_R5C_FULL_STRIPE, /* in r5c cache (to-be/being handled or
390                                  * in conf->r5c_full_stripe_list)
391                                  */
392         STRIPE_R5C_PREFLUSH,    /* need to flush journal device */
393 };
394
395 #define STRIPE_EXPAND_SYNC_FLAGS \
396         ((1 << STRIPE_EXPAND_SOURCE) |\
397         (1 << STRIPE_EXPAND_READY) |\
398         (1 << STRIPE_EXPANDING) |\
399         (1 << STRIPE_SYNC_REQUESTED))
400 /*
401  * Operation request flags
402  */
403 enum {
404         STRIPE_OP_BIOFILL,
405         STRIPE_OP_COMPUTE_BLK,
406         STRIPE_OP_PREXOR,
407         STRIPE_OP_BIODRAIN,
408         STRIPE_OP_RECONSTRUCT,
409         STRIPE_OP_CHECK,
410         STRIPE_OP_PARTIAL_PARITY,
411 };
412
413 /*
414  * RAID parity calculation preferences
415  */
416 enum {
417         PARITY_DISABLE_RMW = 0,
418         PARITY_ENABLE_RMW,
419         PARITY_PREFER_RMW,
420 };
421
422 /*
423  * Pages requested from set_syndrome_sources()
424  */
425 enum {
426         SYNDROME_SRC_ALL,
427         SYNDROME_SRC_WANT_DRAIN,
428         SYNDROME_SRC_WRITTEN,
429 };
430 /*
431  * Plugging:
432  *
433  * To improve write throughput, we need to delay the handling of some
434  * stripes until there has been a chance that several write requests
435  * for the one stripe have all been collected.
436  * In particular, any write request that would require pre-reading
437  * is put on a "delayed" queue until there are no stripes currently
438  * in a pre-read phase.  Further, if the "delayed" queue is empty when
439  * a stripe is put on it then we "plug" the queue and do not process it
440  * until an unplug call is made. (the unplug_io_fn() is called).
441  *
442  * When preread is initiated on a stripe, we set PREREAD_ACTIVE and add
443  * it to the count of prereading stripes.
444  * When write is initiated, or the stripe refcnt == 0 (just in case) we
445  * clear the PREREAD_ACTIVE flag and decrement the count
446  * Whenever the 'handle' queue is empty and the device is not plugged, we
447  * move any strips from delayed to handle and clear the DELAYED flag and set
448  * PREREAD_ACTIVE.
449  * In stripe_handle, if we find pre-reading is necessary, we do it if
450  * PREREAD_ACTIVE is set, else we set DELAYED which will send it to the delayed queue.
451  * HANDLE gets cleared if stripe_handle leaves nothing locked.
452  */
453
454 /* Note: disk_info.rdev can be set to NULL asynchronously by raid5_remove_disk.
455  * There are three safe ways to access disk_info.rdev.
456  * 1/ when holding mddev->reconfig_mutex
457  * 2/ when resync/recovery/reshape is known to be happening - i.e. in code that
458  *    is called as part of performing resync/recovery/reshape.
459  * 3/ while holding rcu_read_lock(), use rcu_dereference to get the pointer
460  *    and if it is non-NULL, increment rdev->nr_pending before dropping the RCU
461  *    lock.
462  * When .rdev is set to NULL, the nr_pending count checked again and if
463  * it has been incremented, the pointer is put back in .rdev.
464  */
465
466 struct disk_info {
467         struct md_rdev  *rdev, *replacement;
468         struct page     *extra_page; /* extra page to use in prexor */
469 };
470
471 /*
472  * Stripe cache
473  */
474
475 #define NR_STRIPES              256
476 #define STRIPE_SIZE             PAGE_SIZE
477 #define STRIPE_SHIFT            (PAGE_SHIFT - 9)
478 #define STRIPE_SECTORS          (STRIPE_SIZE>>9)
479 #define IO_THRESHOLD            1
480 #define BYPASS_THRESHOLD        1
481 #define NR_HASH                 (PAGE_SIZE / sizeof(struct hlist_head))
482 #define HASH_MASK               (NR_HASH - 1)
483 #define MAX_STRIPE_BATCH        8
484
485 /* bio's attached to a stripe+device for I/O are linked together in bi_sector
486  * order without overlap.  There may be several bio's per stripe+device, and
487  * a bio could span several devices.
488  * When walking this list for a particular stripe+device, we must never proceed
489  * beyond a bio that extends past this device, as the next bio might no longer
490  * be valid.
491  * This function is used to determine the 'next' bio in the list, given the
492  * sector of the current stripe+device
493  */
494 static inline struct bio *r5_next_bio(struct bio *bio, sector_t sector)
495 {
496         int sectors = bio_sectors(bio);
497
498         if (bio->bi_iter.bi_sector + sectors < sector + STRIPE_SECTORS)
499                 return bio->bi_next;
500         else
501                 return NULL;
502 }
503
504 /* NOTE NR_STRIPE_HASH_LOCKS must remain below 64.
505  * This is because we sometimes take all the spinlocks
506  * and creating that much locking depth can cause
507  * problems.
508  */
509 #define NR_STRIPE_HASH_LOCKS 8
510 #define STRIPE_HASH_LOCKS_MASK (NR_STRIPE_HASH_LOCKS - 1)
511
512 struct r5worker {
513         struct work_struct work;
514         struct r5worker_group *group;
515         struct list_head temp_inactive_list[NR_STRIPE_HASH_LOCKS];
516         bool working;
517 };
518
519 struct r5worker_group {
520         struct list_head handle_list;
521         struct list_head loprio_list;
522         struct r5conf *conf;
523         struct r5worker *workers;
524         int stripes_cnt;
525 };
526
527 /*
528  * r5c journal modes of the array: write-back or write-through.
529  * write-through mode has identical behavior as existing log only
530  * implementation.
531  */
532 enum r5c_journal_mode {
533         R5C_JOURNAL_MODE_WRITE_THROUGH = 0,
534         R5C_JOURNAL_MODE_WRITE_BACK = 1,
535 };
536
537 enum r5_cache_state {
538         R5_INACTIVE_BLOCKED,    /* release of inactive stripes blocked,
539                                  * waiting for 25% to be free
540                                  */
541         R5_ALLOC_MORE,          /* It might help to allocate another
542                                  * stripe.
543                                  */
544         R5_DID_ALLOC,           /* A stripe was allocated, don't allocate
545                                  * more until at least one has been
546                                  * released.  This avoids flooding
547                                  * the cache.
548                                  */
549         R5C_LOG_TIGHT,          /* log device space tight, need to
550                                  * prioritize stripes at last_checkpoint
551                                  */
552         R5C_LOG_CRITICAL,       /* log device is running out of space,
553                                  * only process stripes that are already
554                                  * occupying the log
555                                  */
556         R5C_EXTRA_PAGE_IN_USE,  /* a stripe is using disk_info.extra_page
557                                  * for prexor
558                                  */
559 };
560
561 #define PENDING_IO_MAX 512
562 #define PENDING_IO_ONE_FLUSH 128
563 struct r5pending_data {
564         struct list_head sibling;
565         sector_t sector; /* stripe sector */
566         struct bio_list bios;
567 };
568
569 struct r5conf {
570         struct hlist_head       *stripe_hashtbl;
571         /* only protect corresponding hash list and inactive_list */
572         spinlock_t              hash_locks[NR_STRIPE_HASH_LOCKS];
573         struct mddev            *mddev;
574         int                     chunk_sectors;
575         int                     level, algorithm, rmw_level;
576         int                     max_degraded;
577         int                     raid_disks;
578         int                     max_nr_stripes;
579         int                     min_nr_stripes;
580
581         /* reshape_progress is the leading edge of a 'reshape'
582          * It has value MaxSector when no reshape is happening
583          * If delta_disks < 0, it is the last sector we started work on,
584          * else is it the next sector to work on.
585          */
586         sector_t                reshape_progress;
587         /* reshape_safe is the trailing edge of a reshape.  We know that
588          * before (or after) this address, all reshape has completed.
589          */
590         sector_t                reshape_safe;
591         int                     previous_raid_disks;
592         int                     prev_chunk_sectors;
593         int                     prev_algo;
594         short                   generation; /* increments with every reshape */
595         seqcount_t              gen_lock;       /* lock against generation changes */
596         unsigned long           reshape_checkpoint; /* Time we last updated
597                                                      * metadata */
598         long long               min_offset_diff; /* minimum difference between
599                                                   * data_offset and
600                                                   * new_data_offset across all
601                                                   * devices.  May be negative,
602                                                   * but is closest to zero.
603                                                   */
604
605         struct list_head        handle_list; /* stripes needing handling */
606         struct list_head        loprio_list; /* low priority stripes */
607         struct list_head        hold_list; /* preread ready stripes */
608         struct list_head        delayed_list; /* stripes that have plugged requests */
609         struct list_head        bitmap_list; /* stripes delaying awaiting bitmap update */
610         struct bio              *retry_read_aligned; /* currently retrying aligned bios   */
611         unsigned int            retry_read_offset; /* sector offset into retry_read_aligned */
612         struct bio              *retry_read_aligned_list; /* aligned bios retry list  */
613         atomic_t                preread_active_stripes; /* stripes with scheduled io */
614         atomic_t                active_aligned_reads;
615         atomic_t                pending_full_writes; /* full write backlog */
616         int                     bypass_count; /* bypassed prereads */
617         int                     bypass_threshold; /* preread nice */
618         int                     skip_copy; /* Don't copy data from bio to stripe cache */
619         struct list_head        *last_hold; /* detect hold_list promotions */
620
621         atomic_t                reshape_stripes; /* stripes with pending writes for reshape */
622         /* unfortunately we need two cache names as we temporarily have
623          * two caches.
624          */
625         int                     active_name;
626         char                    cache_name[2][32];
627         struct kmem_cache       *slab_cache; /* for allocating stripes */
628         struct mutex            cache_size_mutex; /* Protect changes to cache size */
629
630         int                     seq_flush, seq_write;
631         int                     quiesce;
632
633         int                     fullsync;  /* set to 1 if a full sync is needed,
634                                             * (fresh device added).
635                                             * Cleared when a sync completes.
636                                             */
637         int                     recovery_disabled;
638         /* per cpu variables */
639         struct raid5_percpu {
640                 struct page     *spare_page; /* Used when checking P/Q in raid6 */
641                 void            *scribble;  /* space for constructing buffer
642                                              * lists and performing address
643                                              * conversions
644                                              */
645                 int scribble_obj_size;
646         } __percpu *percpu;
647         int scribble_disks;
648         int scribble_sectors;
649         struct hlist_node node;
650
651         /*
652          * Free stripes pool
653          */
654         atomic_t                active_stripes;
655         struct list_head        inactive_list[NR_STRIPE_HASH_LOCKS];
656
657         atomic_t                r5c_cached_full_stripes;
658         struct list_head        r5c_full_stripe_list;
659         atomic_t                r5c_cached_partial_stripes;
660         struct list_head        r5c_partial_stripe_list;
661         atomic_t                r5c_flushing_full_stripes;
662         atomic_t                r5c_flushing_partial_stripes;
663
664         atomic_t                empty_inactive_list_nr;
665         struct llist_head       released_stripes;
666         wait_queue_head_t       wait_for_quiescent;
667         wait_queue_head_t       wait_for_stripe;
668         wait_queue_head_t       wait_for_overlap;
669         unsigned long           cache_state;
670         struct shrinker         shrinker;
671         int                     pool_size; /* number of disks in stripeheads in pool */
672         spinlock_t              device_lock;
673         struct disk_info        *disks;
674         struct bio_set          bio_split;
675
676         /* When taking over an array from a different personality, we store
677          * the new thread here until we fully activate the array.
678          */
679         struct md_thread        *thread;
680         struct list_head        temp_inactive_list[NR_STRIPE_HASH_LOCKS];
681         struct r5worker_group   *worker_groups;
682         int                     group_cnt;
683         int                     worker_cnt_per_group;
684         struct r5l_log          *log;
685         void                    *log_private;
686
687         spinlock_t              pending_bios_lock;
688         bool                    batch_bio_dispatch;
689         struct r5pending_data   *pending_data;
690         struct list_head        free_list;
691         struct list_head        pending_list;
692         int                     pending_data_cnt;
693         struct r5pending_data   *next_pending_data;
694 };
695
696
697 /*
698  * Our supported algorithms
699  */
700 #define ALGORITHM_LEFT_ASYMMETRIC       0 /* Rotating Parity N with Data Restart */
701 #define ALGORITHM_RIGHT_ASYMMETRIC      1 /* Rotating Parity 0 with Data Restart */
702 #define ALGORITHM_LEFT_SYMMETRIC        2 /* Rotating Parity N with Data Continuation */
703 #define ALGORITHM_RIGHT_SYMMETRIC       3 /* Rotating Parity 0 with Data Continuation */
704
705 /* Define non-rotating (raid4) algorithms.  These allow
706  * conversion of raid4 to raid5.
707  */
708 #define ALGORITHM_PARITY_0              4 /* P or P,Q are initial devices */
709 #define ALGORITHM_PARITY_N              5 /* P or P,Q are final devices. */
710
711 /* DDF RAID6 layouts differ from md/raid6 layouts in two ways.
712  * Firstly, the exact positioning of the parity block is slightly
713  * different between the 'LEFT_*' modes of md and the "_N_*" modes
714  * of DDF.
715  * Secondly, or order of datablocks over which the Q syndrome is computed
716  * is different.
717  * Consequently we have different layouts for DDF/raid6 than md/raid6.
718  * These layouts are from the DDFv1.2 spec.
719  * Interestingly DDFv1.2-Errata-A does not specify N_CONTINUE but
720  * leaves RLQ=3 as 'Vendor Specific'
721  */
722
723 #define ALGORITHM_ROTATING_ZERO_RESTART 8 /* DDF PRL=6 RLQ=1 */
724 #define ALGORITHM_ROTATING_N_RESTART    9 /* DDF PRL=6 RLQ=2 */
725 #define ALGORITHM_ROTATING_N_CONTINUE   10 /*DDF PRL=6 RLQ=3 */
726
727 /* For every RAID5 algorithm we define a RAID6 algorithm
728  * with exactly the same layout for data and parity, and
729  * with the Q block always on the last device (N-1).
730  * This allows trivial conversion from RAID5 to RAID6
731  */
732 #define ALGORITHM_LEFT_ASYMMETRIC_6     16
733 #define ALGORITHM_RIGHT_ASYMMETRIC_6    17
734 #define ALGORITHM_LEFT_SYMMETRIC_6      18
735 #define ALGORITHM_RIGHT_SYMMETRIC_6     19
736 #define ALGORITHM_PARITY_0_6            20
737 #define ALGORITHM_PARITY_N_6            ALGORITHM_PARITY_N
738
739 static inline int algorithm_valid_raid5(int layout)
740 {
741         return (layout >= 0) &&
742                 (layout <= 5);
743 }
744 static inline int algorithm_valid_raid6(int layout)
745 {
746         return (layout >= 0 && layout <= 5)
747                 ||
748                 (layout >= 8 && layout <= 10)
749                 ||
750                 (layout >= 16 && layout <= 20);
751 }
752
753 static inline int algorithm_is_DDF(int layout)
754 {
755         return layout >= 8 && layout <= 10;
756 }
757
758 extern void md_raid5_kick_device(struct r5conf *conf);
759 extern int raid5_set_cache_size(struct mddev *mddev, int size);
760 extern sector_t raid5_compute_blocknr(struct stripe_head *sh, int i, int previous);
761 extern void raid5_release_stripe(struct stripe_head *sh);
762 extern sector_t raid5_compute_sector(struct r5conf *conf, sector_t r_sector,
763                                      int previous, int *dd_idx,
764                                      struct stripe_head *sh);
765 extern struct stripe_head *
766 raid5_get_active_stripe(struct r5conf *conf, sector_t sector,
767                         int previous, int noblock, int noquiesce);
768 extern int raid5_calc_degraded(struct r5conf *conf);
769 extern int r5c_journal_mode_set(struct mddev *mddev, int journal_mode);
770 #endif