packaging: Enable LTO and set visibility to hidden
[platform/upstream/btrfs-progs.git] / kernel-lib / raid56.c
1 /* -*- linux-c -*- ------------------------------------------------------- *
2  *
3  *   Copyright 2002-2004 H. Peter Anvin - All Rights Reserved
4  *
5  *   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
6  *   it under the terms of the GNU General Public License as published by
7  *   the Free Software Foundation, Inc., 53 Temple Place Ste 330,
8  *   Boston MA 02111-1307, USA; either version 2 of the License, or
9  *   (at your option) any later version; incorporated herein by reference.
10  *
11  * ----------------------------------------------------------------------- */
12
13 /*
14  * Added helpers for unaligned native int access
15  */
16
17 /*
18  * raid6int1.c
19  *
20  * 1-way unrolled portable integer math RAID-6 instruction set
21  *
22  * This file was postprocessed using unroll.pl and then ported to userspace
23  */
24 #include <stdint.h>
25 #include <unistd.h>
26 #include "kerncompat.h"
27 #include "ctree.h"
28 #include "disk-io.h"
29 #include "volumes.h"
30 #include "utils.h"
31 #include "kernel-lib/raid56.h"
32
33 /*
34  * This is the C data type to use
35  */
36
37 /* Change this from BITS_PER_LONG if there is something better... */
38 #if BITS_PER_LONG == 64
39 # define NBYTES(x) ((x) * 0x0101010101010101UL)
40 # define NSIZE  8
41 # define NSHIFT 3
42 typedef uint64_t unative_t;
43 #define put_unaligned_native(val,p)     put_unaligned_64((val),(p))
44 #define get_unaligned_native(p)         get_unaligned_64((p))
45 #else
46 # define NBYTES(x) ((x) * 0x01010101U)
47 # define NSIZE  4
48 # define NSHIFT 2
49 typedef uint32_t unative_t;
50 #define put_unaligned_native(val,p)     put_unaligned_32((val),(p))
51 #define get_unaligned_native(p)         get_unaligned_32((p))
52 #endif
53
54 /*
55  * These sub-operations are separate inlines since they can sometimes be
56  * specially optimized using architecture-specific hacks.
57  */
58
59 /*
60  * The SHLBYTE() operation shifts each byte left by 1, *not*
61  * rolling over into the next byte
62  */
63 static inline __attribute_const__ unative_t SHLBYTE(unative_t v)
64 {
65         unative_t vv;
66
67         vv = (v << 1) & NBYTES(0xfe);
68         return vv;
69 }
70
71 /*
72  * The MASK() operation returns 0xFF in any byte for which the high
73  * bit is 1, 0x00 for any byte for which the high bit is 0.
74  */
75 static inline __attribute_const__ unative_t MASK(unative_t v)
76 {
77         unative_t vv;
78
79         vv = v & NBYTES(0x80);
80         vv = (vv << 1) - (vv >> 7); /* Overflow on the top bit is OK */
81         return vv;
82 }
83
84
85 void raid6_gen_syndrome(int disks, size_t bytes, void **ptrs)
86 {
87         uint8_t **dptr = (uint8_t **)ptrs;
88         uint8_t *p, *q;
89         int d, z, z0;
90
91         unative_t wd0, wq0, wp0, w10, w20;
92
93         z0 = disks - 3;         /* Highest data disk */
94         p = dptr[z0+1];         /* XOR parity */
95         q = dptr[z0+2];         /* RS syndrome */
96
97         for ( d = 0 ; d < bytes ; d += NSIZE*1 ) {
98                 wq0 = wp0 = get_unaligned_native(&dptr[z0][d+0*NSIZE]);
99                 for ( z = z0-1 ; z >= 0 ; z-- ) {
100                         wd0 = get_unaligned_native(&dptr[z][d+0*NSIZE]);
101                         wp0 ^= wd0;
102                         w20 = MASK(wq0);
103                         w10 = SHLBYTE(wq0);
104                         w20 &= NBYTES(0x1d);
105                         w10 ^= w20;
106                         wq0 = w10 ^ wd0;
107                 }
108                 put_unaligned_native(wp0, &p[d+NSIZE*0]);
109                 put_unaligned_native(wq0, &q[d+NSIZE*0]);
110         }
111 }
112
113 static void xor_range(char *dst, const char*src, size_t size)
114 {
115         /* Move to DWORD aligned */
116         while (size && ((unsigned long)dst & sizeof(unsigned long))) {
117                 *dst++ ^= *src++;
118                 size--;
119         }
120
121         /* DWORD aligned part */
122         while (size >= sizeof(unsigned long)) {
123                 *(unsigned long *)dst ^= *(unsigned long *)src;
124                 src += sizeof(unsigned long);
125                 dst += sizeof(unsigned long);
126                 size -= sizeof(unsigned long);
127         }
128         /* Remaining */
129         while (size) {
130                 *dst++ ^= *src++;
131                 size--;
132         }
133 }
134
135 /*
136  * Generate desired data/parity stripe for RAID5
137  *
138  * @nr_devs:    Total number of devices, including parity
139  * @stripe_len: Stripe length
140  * @data:       Data, with special layout:
141  *              data[0]:         Data stripe 0
142  *              data[nr_devs-2]: Last data stripe
143  *              data[nr_devs-1]: RAID5 parity
144  * @dest:       To generate which data. should follow above data layout
145  */
146 int raid5_gen_result(int nr_devs, size_t stripe_len, int dest, void **data)
147 {
148         int i;
149         char *buf = data[dest];
150
151         /* Validation check */
152         if (stripe_len <= 0 || stripe_len != BTRFS_STRIPE_LEN) {
153                 error("invalid parameter for %s", __func__);
154                 return -EINVAL;
155         }
156
157         if (dest >= nr_devs || nr_devs < 2) {
158                 error("invalid parameter for %s", __func__);
159                 return -EINVAL;
160         }
161         /* Shortcut for 2 devs RAID5, which is just RAID1 */
162         if (nr_devs == 2) {
163                 memcpy(data[dest], data[1 - dest], stripe_len);
164                 return 0;
165         }
166         memset(buf, 0, stripe_len);
167         for (i = 0; i < nr_devs; i++) {
168                 if (i == dest)
169                         continue;
170                 xor_range(buf, data[i], stripe_len);
171         }
172         return 0;
173 }
174
175 /*
176  * Raid 6 recovery code copied from kernel lib/raid6/recov.c.
177  * With modifications:
178  * - rename from raid6_2data_recov_intx1
179  * - kfree/free modification for btrfs-progs
180  */
181 int raid6_recov_data2(int nr_devs, size_t stripe_len, int dest1, int dest2,
182                       void **data)
183 {
184         u8 *p, *q, *dp, *dq;
185         u8 px, qx, db;
186         const u8 *pbmul;        /* P multiplier table for B data */
187         const u8 *qmul;         /* Q multiplier table (for both) */
188         char *zero_mem1, *zero_mem2;
189         int ret = 0;
190
191         /* Early check */
192         if (dest1 < 0 || dest1 >= nr_devs - 2 ||
193             dest2 < 0 || dest2 >= nr_devs - 2 || dest1 >= dest2)
194                 return -EINVAL;
195
196         zero_mem1 = calloc(1, stripe_len);
197         zero_mem2 = calloc(1, stripe_len);
198         if (!zero_mem1 || !zero_mem2) {
199                 free(zero_mem1);
200                 free(zero_mem2);
201                 return -ENOMEM;
202         }
203
204         p = (u8 *)data[nr_devs - 2];
205         q = (u8 *)data[nr_devs - 1];
206
207         /* Compute syndrome with zero for the missing data pages
208            Use the dead data pages as temporary storage for
209            delta p and delta q */
210         dp = (u8 *)data[dest1];
211         data[dest1] = (void *)zero_mem1;
212         data[nr_devs - 2] = dp;
213         dq = (u8 *)data[dest2];
214         data[dest2] = (void *)zero_mem2;
215         data[nr_devs - 1] = dq;
216
217         raid6_gen_syndrome(nr_devs, stripe_len, data);
218
219         /* Restore pointer table */
220         data[dest1]   = dp;
221         data[dest2]   = dq;
222         data[nr_devs - 2] = p;
223         data[nr_devs - 1] = q;
224
225         /* Now, pick the proper data tables */
226         pbmul = raid6_gfmul[raid6_gfexi[dest2 - dest1]];
227         qmul  = raid6_gfmul[raid6_gfinv[raid6_gfexp[dest1]^raid6_gfexp[dest2]]];
228
229         /* Now do it... */
230         while ( stripe_len-- ) {
231                 px    = *p ^ *dp;
232                 qx    = qmul[*q ^ *dq];
233                 *dq++ = db = pbmul[px] ^ qx; /* Reconstructed B */
234                 *dp++ = db ^ px; /* Reconstructed A */
235                 p++; q++;
236         }
237
238         free(zero_mem1);
239         free(zero_mem2);
240         return ret;
241 }
242
243 /*
244  * Raid 6 recover code copied from kernel lib/raid6/recov.c
245  * - rename from raid6_datap_recov_intx1()
246  * - parameter changed from faila to dest1
247  */
248 int raid6_recov_datap(int nr_devs, size_t stripe_len, int dest1, void **data)
249 {
250         u8 *p, *q, *dq;
251         const u8 *qmul;         /* Q multiplier table */
252         char *zero_mem;
253
254         p = (u8 *)data[nr_devs - 2];
255         q = (u8 *)data[nr_devs - 1];
256
257         zero_mem = calloc(1, stripe_len);
258         if (!zero_mem)
259                 return -ENOMEM;
260
261         /* Compute syndrome with zero for the missing data page
262            Use the dead data page as temporary storage for delta q */
263         dq = (u8 *)data[dest1];
264         data[dest1] = (void *)zero_mem;
265         data[nr_devs - 1] = dq;
266
267         raid6_gen_syndrome(nr_devs, stripe_len, data);
268
269         /* Restore pointer table */
270         data[dest1]   = dq;
271         data[nr_devs - 1] = q;
272
273         /* Now, pick the proper data tables */
274         qmul  = raid6_gfmul[raid6_gfinv[raid6_gfexp[dest1]]];
275
276         /* Now do it... */
277         while ( stripe_len-- ) {
278                 *p++ ^= *dq = qmul[*q ^ *dq];
279                 q++; dq++;
280         }
281         return 0;
282 }
283
284 /* Original raid56 recovery wrapper */
285 int raid56_recov(int nr_devs, size_t stripe_len, u64 profile, int dest1,
286                  int dest2, void **data)
287 {
288         int min_devs;
289         int ret;
290
291         if (profile & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5)
292                 min_devs = 2;
293         else if (profile & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID6)
294                 min_devs = 3;
295         else
296                 return -EINVAL;
297         if (nr_devs < min_devs)
298                 return -EINVAL;
299
300         /* Nothing to recover */
301         if (dest1 == -1 && dest2 == -1)
302                 return 0;
303
304         /* Reorder dest1/2, so only dest2 can be -1  */
305         if (dest1 == -1) {
306                 dest1 = dest2;
307                 dest2 = -1;
308         } else if (dest2 != -1 && dest1 != -1) {
309                 /* Reorder dest1/2, ensure dest2 > dest1 */
310                 if (dest1 > dest2) {
311                         int tmp;
312
313                         tmp = dest2;
314                         dest2 = dest1;
315                         dest1 = tmp;
316                 }
317         }
318
319         if (profile & BTRFS_BLOCK_GROUP_RAID5) {
320                 if (dest2 != -1)
321                         return 1;
322                 return raid5_gen_result(nr_devs, stripe_len, dest1, data);
323         }
324
325         /* RAID6 one dev corrupted case*/
326         if (dest2 == -1) {
327                 /* Regenerate P/Q */
328                 if (dest1 == nr_devs - 1 || dest1 == nr_devs - 2) {
329                         raid6_gen_syndrome(nr_devs, stripe_len, data);
330                         return 0;
331                 }
332
333                 /* Regerneate data from P */
334                 return raid5_gen_result(nr_devs - 1, stripe_len, dest1, data);
335         }
336
337         /* P/Q bot corrupted */
338         if (dest1 == nr_devs - 2 && dest2 == nr_devs - 1) {
339                 raid6_gen_syndrome(nr_devs, stripe_len, data);
340                 return 0;
341         }
342
343         /* 2 Data corrupted */
344         if (dest2 < nr_devs - 2)
345                 return raid6_recov_data2(nr_devs, stripe_len, dest1, dest2,
346                                          data);
347         /* Data and P*/
348         if (dest2 == nr_devs - 1)
349                 return raid6_recov_datap(nr_devs, stripe_len, dest1, data);
350
351         /*
352          * Final case, Data and Q, recover data first then regenerate Q
353          */
354         ret = raid5_gen_result(nr_devs - 1, stripe_len, dest1, data);
355         if (ret < 0)
356                 return ret;
357         raid6_gen_syndrome(nr_devs, stripe_len, data);
358         return 0;
359 }