]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/cddl/contrib/opensolaris/uts/common/fs/zfs/vdev_mirror.c
MFC 248571,248976,249004,249042,249188,249195-249196,249206,249207,249319,
[FreeBSD/stable/9.git] / sys / cddl / contrib / opensolaris / uts / common / fs / zfs / vdev_mirror.c
1 /*
2  * CDDL HEADER START
3  *
4  * The contents of this file are subject to the terms of the
5  * Common Development and Distribution License (the "License").
6  * You may not use this file except in compliance with the License.
7  *
8  * You can obtain a copy of the license at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE
9  * or http://www.opensolaris.org/os/licensing.
10  * See the License for the specific language governing permissions
11  * and limitations under the License.
12  *
13  * When distributing Covered Code, include this CDDL HEADER in each
14  * file and include the License file at usr/src/OPENSOLARIS.LICENSE.
15  * If applicable, add the following below this CDDL HEADER, with the
16  * fields enclosed by brackets "[]" replaced with your own identifying
17  * information: Portions Copyright [yyyy] [name of copyright owner]
18  *
19  * CDDL HEADER END
20  */
21 /*
22  * Copyright 2010 Sun Microsystems, Inc.  All rights reserved.
23  * Use is subject to license terms.
24  */
25
26 /*
27  * Copyright (c) 2013 by Delphix. All rights reserved.
28  */
29
30 #include <sys/zfs_context.h>
31 #include <sys/spa.h>
32 #include <sys/vdev_impl.h>
33 #include <sys/zio.h>
34 #include <sys/fs/zfs.h>
35
36 /*
37  * Virtual device vector for mirroring.
38  */
39
40 typedef struct mirror_child {
41         vdev_t          *mc_vd;
42         uint64_t        mc_offset;
43         int             mc_error;
44         uint8_t         mc_tried;
45         uint8_t         mc_skipped;
46         uint8_t         mc_speculative;
47 } mirror_child_t;
48
49 typedef struct mirror_map {
50         int             mm_children;
51         int             mm_replacing;
52         int             mm_preferred;
53         int             mm_root;
54         mirror_child_t  mm_child[1];
55 } mirror_map_t;
56
57 int vdev_mirror_shift = 21;
58
59 static void
60 vdev_mirror_map_free(zio_t *zio)
61 {
62         mirror_map_t *mm = zio->io_vsd;
63
64         kmem_free(mm, offsetof(mirror_map_t, mm_child[mm->mm_children]));
65 }
66
67 static const zio_vsd_ops_t vdev_mirror_vsd_ops = {
68         vdev_mirror_map_free,
69         zio_vsd_default_cksum_report
70 };
71
72 static mirror_map_t *
73 vdev_mirror_map_alloc(zio_t *zio)
74 {
75         mirror_map_t *mm = NULL;
76         mirror_child_t *mc;
77         vdev_t *vd = zio->io_vd;
78         int c, d;
79
80         if (vd == NULL) {
81                 dva_t *dva = zio->io_bp->blk_dva;
82                 spa_t *spa = zio->io_spa;
83
84                 c = BP_GET_NDVAS(zio->io_bp);
85
86                 mm = kmem_zalloc(offsetof(mirror_map_t, mm_child[c]), KM_SLEEP);
87                 mm->mm_children = c;
88                 mm->mm_replacing = B_FALSE;
89                 mm->mm_preferred = spa_get_random(c);
90                 mm->mm_root = B_TRUE;
91
92                 /*
93                  * Check the other, lower-index DVAs to see if they're on
94                  * the same vdev as the child we picked.  If they are, use
95                  * them since they are likely to have been allocated from
96                  * the primary metaslab in use at the time, and hence are
97                  * more likely to have locality with single-copy data.
98                  */
99                 for (c = mm->mm_preferred, d = c - 1; d >= 0; d--) {
100                         if (DVA_GET_VDEV(&dva[d]) == DVA_GET_VDEV(&dva[c]))
101                                 mm->mm_preferred = d;
102                 }
103
104                 for (c = 0; c < mm->mm_children; c++) {
105                         mc = &mm->mm_child[c];
106
107                         mc->mc_vd = vdev_lookup_top(spa, DVA_GET_VDEV(&dva[c]));
108                         mc->mc_offset = DVA_GET_OFFSET(&dva[c]);
109                 }
110         } else {
111                 c = vd->vdev_children;
112
113                 mm = kmem_zalloc(offsetof(mirror_map_t, mm_child[c]), KM_SLEEP);
114                 mm->mm_children = c;
115                 mm->mm_replacing = (vd->vdev_ops == &vdev_replacing_ops ||
116                     vd->vdev_ops == &vdev_spare_ops);
117                 mm->mm_preferred = mm->mm_replacing ? 0 :
118                     (zio->io_offset >> vdev_mirror_shift) % c;
119                 mm->mm_root = B_FALSE;
120
121                 for (c = 0; c < mm->mm_children; c++) {
122                         mc = &mm->mm_child[c];
123                         mc->mc_vd = vd->vdev_child[c];
124                         mc->mc_offset = zio->io_offset;
125                 }
126         }
127
128         zio->io_vsd = mm;
129         zio->io_vsd_ops = &vdev_mirror_vsd_ops;
130         return (mm);
131 }
132
133 static int
134 vdev_mirror_open(vdev_t *vd, uint64_t *asize, uint64_t *max_asize,
135     uint64_t *ashift)
136 {
137         int numerrors = 0;
138         int lasterror = 0;
139
140         if (vd->vdev_children == 0) {
141                 vd->vdev_stat.vs_aux = VDEV_AUX_BAD_LABEL;
142                 return (SET_ERROR(EINVAL));
143         }
144
145         vdev_open_children(vd);
146
147         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++) {
148                 vdev_t *cvd = vd->vdev_child[c];
149
150                 if (cvd->vdev_open_error) {
151                         lasterror = cvd->vdev_open_error;
152                         numerrors++;
153                         continue;
154                 }
155
156                 *asize = MIN(*asize - 1, cvd->vdev_asize - 1) + 1;
157                 *max_asize = MIN(*max_asize - 1, cvd->vdev_max_asize - 1) + 1;
158                 *ashift = MAX(*ashift, cvd->vdev_ashift);
159         }
160
161         if (numerrors == vd->vdev_children) {
162                 vd->vdev_stat.vs_aux = VDEV_AUX_NO_REPLICAS;
163                 return (lasterror);
164         }
165
166         return (0);
167 }
168
169 static void
170 vdev_mirror_close(vdev_t *vd)
171 {
172         for (int c = 0; c < vd->vdev_children; c++)
173                 vdev_close(vd->vdev_child[c]);
174 }
175
176 static void
177 vdev_mirror_child_done(zio_t *zio)
178 {
179         mirror_child_t *mc = zio->io_private;
180
181         mc->mc_error = zio->io_error;
182         mc->mc_tried = 1;
183         mc->mc_skipped = 0;
184 }
185
186 static void
187 vdev_mirror_scrub_done(zio_t *zio)
188 {
189         mirror_child_t *mc = zio->io_private;
190
191         if (zio->io_error == 0) {
192                 zio_t *pio;
193
194                 mutex_enter(&zio->io_lock);
195                 while ((pio = zio_walk_parents(zio)) != NULL) {
196                         mutex_enter(&pio->io_lock);
197                         ASSERT3U(zio->io_size, >=, pio->io_size);
198                         bcopy(zio->io_data, pio->io_data, pio->io_size);
199                         mutex_exit(&pio->io_lock);
200                 }
201                 mutex_exit(&zio->io_lock);
202         }
203
204         zio_buf_free(zio->io_data, zio->io_size);
205
206         mc->mc_error = zio->io_error;
207         mc->mc_tried = 1;
208         mc->mc_skipped = 0;
209 }
210
211 /*
212  * Try to find a child whose DTL doesn't contain the block we want to read.
213  * If we can't, try the read on any vdev we haven't already tried.
214  */
215 static int
216 vdev_mirror_child_select(zio_t *zio)
217 {
218         mirror_map_t *mm = zio->io_vsd;
219         mirror_child_t *mc;
220         uint64_t txg = zio->io_txg;
221         int i, c;
222
223         ASSERT(zio->io_bp == NULL || BP_PHYSICAL_BIRTH(zio->io_bp) == txg);
224
225         /*
226          * Try to find a child whose DTL doesn't contain the block to read.
227          * If a child is known to be completely inaccessible (indicated by
228          * vdev_readable() returning B_FALSE), don't even try.
229          */
230         for (i = 0, c = mm->mm_preferred; i < mm->mm_children; i++, c++) {
231                 if (c >= mm->mm_children)
232                         c = 0;
233                 mc = &mm->mm_child[c];
234                 if (mc->mc_tried || mc->mc_skipped)
235                         continue;
236                 if (!vdev_readable(mc->mc_vd)) {
237                         mc->mc_error = SET_ERROR(ENXIO);
238                         mc->mc_tried = 1;       /* don't even try */
239                         mc->mc_skipped = 1;
240                         continue;
241                 }
242                 if (!vdev_dtl_contains(mc->mc_vd, DTL_MISSING, txg, 1))
243                         return (c);
244                 mc->mc_error = SET_ERROR(ESTALE);
245                 mc->mc_skipped = 1;
246                 mc->mc_speculative = 1;
247         }
248
249         /*
250          * Every device is either missing or has this txg in its DTL.
251          * Look for any child we haven't already tried before giving up.
252          */
253         for (c = 0; c < mm->mm_children; c++)
254                 if (!mm->mm_child[c].mc_tried)
255                         return (c);
256
257         /*
258          * Every child failed.  There's no place left to look.
259          */
260         return (-1);
261 }
262
263 static int
264 vdev_mirror_io_start(zio_t *zio)
265 {
266         mirror_map_t *mm;
267         mirror_child_t *mc;
268         int c, children;
269
270         mm = vdev_mirror_map_alloc(zio);
271
272         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_READ) {
273                 if ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCRUB) && !mm->mm_replacing) {
274                         /*
275                          * For scrubbing reads we need to allocate a read
276                          * buffer for each child and issue reads to all
277                          * children.  If any child succeeds, it will copy its
278                          * data into zio->io_data in vdev_mirror_scrub_done.
279                          */
280                         for (c = 0; c < mm->mm_children; c++) {
281                                 mc = &mm->mm_child[c];
282                                 zio_nowait(zio_vdev_child_io(zio, zio->io_bp,
283                                     mc->mc_vd, mc->mc_offset,
284                                     zio_buf_alloc(zio->io_size), zio->io_size,
285                                     zio->io_type, zio->io_priority, 0,
286                                     vdev_mirror_scrub_done, mc));
287                         }
288                         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
289                 }
290                 /*
291                  * For normal reads just pick one child.
292                  */
293                 c = vdev_mirror_child_select(zio);
294                 children = (c >= 0);
295         } else {
296                 ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE);
297
298                 /*
299                  * Writes go to all children.
300                  */
301                 c = 0;
302                 children = mm->mm_children;
303         }
304
305         while (children--) {
306                 mc = &mm->mm_child[c];
307                 zio_nowait(zio_vdev_child_io(zio, zio->io_bp,
308                     mc->mc_vd, mc->mc_offset, zio->io_data, zio->io_size,
309                     zio->io_type, zio->io_priority, 0,
310                     vdev_mirror_child_done, mc));
311                 c++;
312         }
313
314         return (ZIO_PIPELINE_CONTINUE);
315 }
316
317 static int
318 vdev_mirror_worst_error(mirror_map_t *mm)
319 {
320         int error[2] = { 0, 0 };
321
322         for (int c = 0; c < mm->mm_children; c++) {
323                 mirror_child_t *mc = &mm->mm_child[c];
324                 int s = mc->mc_speculative;
325                 error[s] = zio_worst_error(error[s], mc->mc_error);
326         }
327
328         return (error[0] ? error[0] : error[1]);
329 }
330
331 static void
332 vdev_mirror_io_done(zio_t *zio)
333 {
334         mirror_map_t *mm = zio->io_vsd;
335         mirror_child_t *mc;
336         int c;
337         int good_copies = 0;
338         int unexpected_errors = 0;
339
340         for (c = 0; c < mm->mm_children; c++) {
341                 mc = &mm->mm_child[c];
342
343                 if (mc->mc_error) {
344                         if (!mc->mc_skipped)
345                                 unexpected_errors++;
346                 } else if (mc->mc_tried) {
347                         good_copies++;
348                 }
349         }
350
351         if (zio->io_type == ZIO_TYPE_WRITE) {
352                 /*
353                  * XXX -- for now, treat partial writes as success.
354                  *
355                  * Now that we support write reallocation, it would be better
356                  * to treat partial failure as real failure unless there are
357                  * no non-degraded top-level vdevs left, and not update DTLs
358                  * if we intend to reallocate.
359                  */
360                 /* XXPOLICY */
361                 if (good_copies != mm->mm_children) {
362                         /*
363                          * Always require at least one good copy.
364                          *
365                          * For ditto blocks (io_vd == NULL), require
366                          * all copies to be good.
367                          *
368                          * XXX -- for replacing vdevs, there's no great answer.
369                          * If the old device is really dead, we may not even
370                          * be able to access it -- so we only want to
371                          * require good writes to the new device.  But if
372                          * the new device turns out to be flaky, we want
373                          * to be able to detach it -- which requires all
374                          * writes to the old device to have succeeded.
375                          */
376                         if (good_copies == 0 || zio->io_vd == NULL)
377                                 zio->io_error = vdev_mirror_worst_error(mm);
378                 }
379                 return;
380         }
381
382         ASSERT(zio->io_type == ZIO_TYPE_READ);
383
384         /*
385          * If we don't have a good copy yet, keep trying other children.
386          */
387         /* XXPOLICY */
388         if (good_copies == 0 && (c = vdev_mirror_child_select(zio)) != -1) {
389                 ASSERT(c >= 0 && c < mm->mm_children);
390                 mc = &mm->mm_child[c];
391                 zio_vdev_io_redone(zio);
392                 zio_nowait(zio_vdev_child_io(zio, zio->io_bp,
393                     mc->mc_vd, mc->mc_offset, zio->io_data, zio->io_size,
394                     ZIO_TYPE_READ, zio->io_priority, 0,
395                     vdev_mirror_child_done, mc));
396                 return;
397         }
398
399         /* XXPOLICY */
400         if (good_copies == 0) {
401                 zio->io_error = vdev_mirror_worst_error(mm);
402                 ASSERT(zio->io_error != 0);
403         }
404
405         if (good_copies && spa_writeable(zio->io_spa) &&
406             (unexpected_errors ||
407             (zio->io_flags & ZIO_FLAG_RESILVER) ||
408             ((zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCRUB) && mm->mm_replacing))) {
409                 /*
410                  * Use the good data we have in hand to repair damaged children.
411                  */
412                 for (c = 0; c < mm->mm_children; c++) {
413                         /*
414                          * Don't rewrite known good children.
415                          * Not only is it unnecessary, it could
416                          * actually be harmful: if the system lost
417                          * power while rewriting the only good copy,
418                          * there would be no good copies left!
419                          */
420                         mc = &mm->mm_child[c];
421
422                         if (mc->mc_error == 0) {
423                                 if (mc->mc_tried)
424                                         continue;
425                                 if (!(zio->io_flags & ZIO_FLAG_SCRUB) &&
426                                     !vdev_dtl_contains(mc->mc_vd, DTL_PARTIAL,
427                                     zio->io_txg, 1))
428                                         continue;
429                                 mc->mc_error = SET_ERROR(ESTALE);
430                         }
431
432                         zio_nowait(zio_vdev_child_io(zio, zio->io_bp,
433                             mc->mc_vd, mc->mc_offset,
434                             zio->io_data, zio->io_size,
435                             ZIO_TYPE_WRITE, zio->io_priority,
436                             ZIO_FLAG_IO_REPAIR | (unexpected_errors ?
437                             ZIO_FLAG_SELF_HEAL : 0), NULL, NULL));
438                 }
439         }
440 }
441
442 static void
443 vdev_mirror_state_change(vdev_t *vd, int faulted, int degraded)
444 {
445         if (faulted == vd->vdev_children)
446                 vdev_set_state(vd, B_FALSE, VDEV_STATE_CANT_OPEN,
447                     VDEV_AUX_NO_REPLICAS);
448         else if (degraded + faulted != 0)
449                 vdev_set_state(vd, B_FALSE, VDEV_STATE_DEGRADED, VDEV_AUX_NONE);
450         else
451                 vdev_set_state(vd, B_FALSE, VDEV_STATE_HEALTHY, VDEV_AUX_NONE);
452 }
453
454 vdev_ops_t vdev_mirror_ops = {
455         vdev_mirror_open,
456         vdev_mirror_close,
457         vdev_default_asize,
458         vdev_mirror_io_start,
459         vdev_mirror_io_done,
460         vdev_mirror_state_change,
461         NULL,
462         NULL,
463         VDEV_TYPE_MIRROR,       /* name of this vdev type */
464         B_FALSE                 /* not a leaf vdev */
465 };
466
467 vdev_ops_t vdev_replacing_ops = {
468         vdev_mirror_open,
469         vdev_mirror_close,
470         vdev_default_asize,
471         vdev_mirror_io_start,
472         vdev_mirror_io_done,
473         vdev_mirror_state_change,
474         NULL,
475         NULL,
476         VDEV_TYPE_REPLACING,    /* name of this vdev type */
477         B_FALSE                 /* not a leaf vdev */
478 };
479
480 vdev_ops_t vdev_spare_ops = {
481         vdev_mirror_open,
482         vdev_mirror_close,
483         vdev_default_asize,
484         vdev_mirror_io_start,
485         vdev_mirror_io_done,
486         vdev_mirror_state_change,
487         NULL,
488         NULL,
489         VDEV_TYPE_SPARE,        /* name of this vdev type */
490         B_FALSE                 /* not a leaf vdev */
491 };