]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - module/zfs/mmp.c
Vendor import of openzfs master @ 184df27eef0abdc7ab2105b21257f753834b936b
[FreeBSD/FreeBSD.git] / module / zfs / mmp.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 (c) 2017 by Lawrence Livermore National Security, LLC.
23  */
24
25 #include <sys/abd.h>
26 #include <sys/mmp.h>
27 #include <sys/spa.h>
28 #include <sys/spa_impl.h>
29 #include <sys/time.h>
30 #include <sys/vdev.h>
31 #include <sys/vdev_impl.h>
32 #include <sys/zfs_context.h>
33 #include <sys/callb.h>
34
35 /*
36  * Multi-Modifier Protection (MMP) attempts to prevent a user from importing
37  * or opening a pool on more than one host at a time.  In particular, it
38  * prevents "zpool import -f" on a host from succeeding while the pool is
39  * already imported on another host.  There are many other ways in which a
40  * device could be used by two hosts for different purposes at the same time
41  * resulting in pool damage.  This implementation does not attempt to detect
42  * those cases.
43  *
44  * MMP operates by ensuring there are frequent visible changes on disk (a
45  * "heartbeat") at all times.  And by altering the import process to check
46  * for these changes and failing the import when they are detected.  This
47  * functionality is enabled by setting the 'multihost' pool property to on.
48  *
49  * Uberblocks written by the txg_sync thread always go into the first
50  * (N-MMP_BLOCKS_PER_LABEL) slots, the remaining slots are reserved for MMP.
51  * They are used to hold uberblocks which are exactly the same as the last
52  * synced uberblock except that the ub_timestamp and mmp_config are frequently
53  * updated.  Like all other uberblocks, the slot is written with an embedded
54  * checksum, and slots with invalid checksums are ignored.  This provides the
55  * "heartbeat", with no risk of overwriting good uberblocks that must be
56  * preserved, e.g. previous txgs and associated block pointers.
57  *
58  * Three optional fields are added to uberblock structure; ub_mmp_magic,
59  * ub_mmp_config, and ub_mmp_delay.  The ub_mmp_magic value allows zfs to tell
60  * whether the other ub_mmp_* fields are valid.  The ub_mmp_config field tells
61  * the importing host the settings of zfs_multihost_interval and
62  * zfs_multihost_fail_intervals on the host which last had (or currently has)
63  * the pool imported.  These determine how long a host must wait to detect
64  * activity in the pool, before concluding the pool is not in use.  The
65  * mmp_delay field is a decaying average of the amount of time between
66  * completion of successive MMP writes, in nanoseconds.  It indicates whether
67  * MMP is enabled.
68  *
69  * During import an activity test may now be performed to determine if
70  * the pool is in use.  The activity test is typically required if the
71  * ZPOOL_CONFIG_HOSTID does not match the system hostid, the pool state is
72  * POOL_STATE_ACTIVE, and the pool is not a root pool.
73  *
74  * The activity test finds the "best" uberblock (highest txg, timestamp, and, if
75  * ub_mmp_magic is valid, sequence number from ub_mmp_config).  It then waits
76  * some time, and finds the "best" uberblock again.  If any of the mentioned
77  * fields have different values in the newly read uberblock, the pool is in use
78  * by another host and the import fails.  In order to assure the accuracy of the
79  * activity test, the default values result in an activity test duration of 20x
80  * the mmp write interval.
81  *
82  * The duration of the "zpool import" activity test depends on the information
83  * available in the "best" uberblock:
84  *
85  * 1) If uberblock was written by zfs-0.8 or newer and fail_intervals > 0:
86  *    ub_mmp_config.fail_intervals * ub_mmp_config.multihost_interval * 2
87  *
88  *    In this case, a weak guarantee is provided.  Since the host which last had
89  *    the pool imported will suspend the pool if no mmp writes land within
90  *    fail_intervals * multihost_interval ms, the absence of writes during that
91  *    time means either the pool is not imported, or it is imported but the pool
92  *    is suspended and no further writes will occur.
93  *
94  *    Note that resuming the suspended pool on the remote host would invalidate
95  *    this guarantee, and so it is not allowed.
96  *
97  *    The factor of 2 provides a conservative safety factor and derives from
98  *    MMP_IMPORT_SAFETY_FACTOR;
99  *
100  * 2) If uberblock was written by zfs-0.8 or newer and fail_intervals == 0:
101  *    (ub_mmp_config.multihost_interval + ub_mmp_delay) *
102  *        zfs_multihost_import_intervals
103  *
104  *    In this case no guarantee can provided.  However, as long as some devices
105  *    are healthy and connected, it is likely that at least one write will land
106  *    within (multihost_interval + mmp_delay) because multihost_interval is
107  *    enough time for a write to be attempted to each leaf vdev, and mmp_delay
108  *    is enough for one to land, based on past delays.  Multiplying by
109  *    zfs_multihost_import_intervals provides a conservative safety factor.
110  *
111  * 3) If uberblock was written by zfs-0.7:
112  *    (zfs_multihost_interval + ub_mmp_delay) * zfs_multihost_import_intervals
113  *
114  *    The same logic as case #2 applies, but we do not know remote tunables.
115  *
116  *    We use the local value for zfs_multihost_interval because the original MMP
117  *    did not record this value in the uberblock.
118  *
119  *    ub_mmp_delay >= (zfs_multihost_interval / leaves), so if the other host
120  *    has a much larger zfs_multihost_interval set, ub_mmp_delay will reflect
121  *    that.  We will have waited enough time for zfs_multihost_import_intervals
122  *    writes to be issued and all but one to land.
123  *
124  *    single device pool example delays
125  *
126  *    import_delay = (1 + 1) * 20   =  40s #defaults, no I/O delay
127  *    import_delay = (1 + 10) * 20  = 220s #defaults, 10s I/O delay
128  *    import_delay = (10 + 10) * 20 = 400s #10s multihost_interval,
129  *                                          no I/O delay
130  *    100 device pool example delays
131  *
132  *    import_delay = (1 + .01) * 20 =  20s #defaults, no I/O delay
133  *    import_delay = (1 + 10) * 20  = 220s #defaults, 10s I/O delay
134  *    import_delay = (10 + .1) * 20 = 202s #10s multihost_interval,
135  *                                          no I/O delay
136  *
137  * 4) Otherwise, this uberblock was written by a pre-MMP zfs:
138  *    zfs_multihost_import_intervals * zfs_multihost_interval
139  *
140  *    In this case local tunables are used.  By default this product = 10s, long
141  *    enough for a pool with any activity at all to write at least one
142  *    uberblock.  No guarantee can be provided.
143  *
144  * Additionally, the duration is then extended by a random 25% to attempt to to
145  * detect simultaneous imports.  For example, if both partner hosts are rebooted
146  * at the same time and automatically attempt to import the pool.
147  */
148
149 /*
150  * Used to control the frequency of mmp writes which are performed when the
151  * 'multihost' pool property is on.  This is one factor used to determine the
152  * length of the activity check during import.
153  *
154  * On average an mmp write will be issued for each leaf vdev every
155  * zfs_multihost_interval milliseconds.  In practice, the observed period can
156  * vary with the I/O load and this observed value is the ub_mmp_delay which is
157  * stored in the uberblock.  The minimum allowed value is 100 ms.
158  */
159 ulong_t zfs_multihost_interval = MMP_DEFAULT_INTERVAL;
160
161 /*
162  * Used to control the duration of the activity test on import.  Smaller values
163  * of zfs_multihost_import_intervals will reduce the import time but increase
164  * the risk of failing to detect an active pool.  The total activity check time
165  * is never allowed to drop below one second.  A value of 0 is ignored and
166  * treated as if it was set to 1.
167  */
168 uint_t zfs_multihost_import_intervals = MMP_DEFAULT_IMPORT_INTERVALS;
169
170 /*
171  * Controls the behavior of the pool when mmp write failures or delays are
172  * detected.
173  *
174  * When zfs_multihost_fail_intervals = 0, mmp write failures or delays are
175  * ignored.  The failures will still be reported to the ZED which depending on
176  * its configuration may take action such as suspending the pool or taking a
177  * device offline.
178  *
179  * When zfs_multihost_fail_intervals > 0, the pool will be suspended if
180  * zfs_multihost_fail_intervals * zfs_multihost_interval milliseconds pass
181  * without a successful mmp write.  This guarantees the activity test will see
182  * mmp writes if the pool is imported.  A value of 1 is ignored and treated as
183  * if it was set to 2, because a single leaf vdev pool will issue a write once
184  * per multihost_interval and thus any variation in latency would cause the
185  * pool to be suspended.
186  */
187 uint_t zfs_multihost_fail_intervals = MMP_DEFAULT_FAIL_INTERVALS;
188
189 char *mmp_tag = "mmp_write_uberblock";
190 static void mmp_thread(void *arg);
191
192 void
193 mmp_init(spa_t *spa)
194 {
195         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
196
197         mutex_init(&mmp->mmp_thread_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
198         cv_init(&mmp->mmp_thread_cv, NULL, CV_DEFAULT, NULL);
199         mutex_init(&mmp->mmp_io_lock, NULL, MUTEX_DEFAULT, NULL);
200         mmp->mmp_kstat_id = 1;
201
202         /*
203          * mmp_write_done() calculates mmp_delay based on prior mmp_delay and
204          * the elapsed time since the last write.  For the first mmp write,
205          * there is no "last write", so we start with fake non-zero values.
206          */
207         mmp->mmp_last_write = gethrtime();
208         mmp->mmp_delay = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval));
209 }
210
211 void
212 mmp_fini(spa_t *spa)
213 {
214         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
215
216         mutex_destroy(&mmp->mmp_thread_lock);
217         cv_destroy(&mmp->mmp_thread_cv);
218         mutex_destroy(&mmp->mmp_io_lock);
219 }
220
221 static void
222 mmp_thread_enter(mmp_thread_t *mmp, callb_cpr_t *cpr)
223 {
224         CALLB_CPR_INIT(cpr, &mmp->mmp_thread_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
225         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
226 }
227
228 static void
229 mmp_thread_exit(mmp_thread_t *mmp, kthread_t **mpp, callb_cpr_t *cpr)
230 {
231         ASSERT(*mpp != NULL);
232         *mpp = NULL;
233         cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
234         CALLB_CPR_EXIT(cpr);            /* drops &mmp->mmp_thread_lock */
235         thread_exit();
236 }
237
238 void
239 mmp_thread_start(spa_t *spa)
240 {
241         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
242
243         if (spa_writeable(spa)) {
244                 mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
245                 if (!mmp->mmp_thread) {
246                         mmp->mmp_thread = thread_create(NULL, 0, mmp_thread,
247                             spa, 0, &p0, TS_RUN, defclsyspri);
248                         zfs_dbgmsg("MMP thread started pool '%s' "
249                             "gethrtime %llu", spa_name(spa), gethrtime());
250                 }
251                 mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
252         }
253 }
254
255 void
256 mmp_thread_stop(spa_t *spa)
257 {
258         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
259
260         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
261         mmp->mmp_thread_exiting = 1;
262         cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
263
264         while (mmp->mmp_thread) {
265                 cv_wait(&mmp->mmp_thread_cv, &mmp->mmp_thread_lock);
266         }
267         mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
268         zfs_dbgmsg("MMP thread stopped pool '%s' gethrtime %llu",
269             spa_name(spa), gethrtime());
270
271         ASSERT(mmp->mmp_thread == NULL);
272         mmp->mmp_thread_exiting = 0;
273 }
274
275 typedef enum mmp_vdev_state_flag {
276         MMP_FAIL_NOT_WRITABLE   = (1 << 0),
277         MMP_FAIL_WRITE_PENDING  = (1 << 1),
278 } mmp_vdev_state_flag_t;
279
280 /*
281  * Find a leaf vdev to write an MMP block to.  It must not have an outstanding
282  * mmp write (if so a new write will also likely block).  If there is no usable
283  * leaf, a nonzero error value is returned. The error value returned is a bit
284  * field.
285  *
286  * MMP_FAIL_WRITE_PENDING   One or more leaf vdevs are writeable, but have an
287  *                          outstanding MMP write.
288  * MMP_FAIL_NOT_WRITABLE    One or more leaf vdevs are not writeable.
289  */
290
291 static int
292 mmp_next_leaf(spa_t *spa)
293 {
294         vdev_t *leaf;
295         vdev_t *starting_leaf;
296         int fail_mask = 0;
297
298         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_mmp.mmp_io_lock));
299         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER));
300         ASSERT(list_link_active(&spa->spa_leaf_list.list_head) == B_TRUE);
301         ASSERT(!list_is_empty(&spa->spa_leaf_list));
302
303         if (spa->spa_mmp.mmp_leaf_last_gen != spa->spa_leaf_list_gen) {
304                 spa->spa_mmp.mmp_last_leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
305                 spa->spa_mmp.mmp_leaf_last_gen = spa->spa_leaf_list_gen;
306         }
307
308         leaf = spa->spa_mmp.mmp_last_leaf;
309         if (leaf == NULL)
310                 leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
311         starting_leaf = leaf;
312
313         do {
314                 leaf = list_next(&spa->spa_leaf_list, leaf);
315                 if (leaf == NULL)
316                         leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
317
318                 if (!vdev_writeable(leaf)) {
319                         fail_mask |= MMP_FAIL_NOT_WRITABLE;
320                 } else if (leaf->vdev_mmp_pending != 0) {
321                         fail_mask |= MMP_FAIL_WRITE_PENDING;
322                 } else {
323                         spa->spa_mmp.mmp_last_leaf = leaf;
324                         return (0);
325                 }
326         } while (leaf != starting_leaf);
327
328         ASSERT(fail_mask);
329
330         return (fail_mask);
331 }
332
333 /*
334  * MMP writes are issued on a fixed schedule, but may complete at variable,
335  * much longer, intervals.  The mmp_delay captures long periods between
336  * successful writes for any reason, including disk latency, scheduling delays,
337  * etc.
338  *
339  * The mmp_delay is usually calculated as a decaying average, but if the latest
340  * delay is higher we do not average it, so that we do not hide sudden spikes
341  * which the importing host must wait for.
342  *
343  * If writes are occurring frequently, such as due to a high rate of txg syncs,
344  * the mmp_delay could become very small.  Since those short delays depend on
345  * activity we cannot count on, we never allow mmp_delay to get lower than rate
346  * expected if only mmp_thread writes occur.
347  *
348  * If an mmp write was skipped or fails, and we have already waited longer than
349  * mmp_delay, we need to update it so the next write reflects the longer delay.
350  *
351  * Do not set mmp_delay if the multihost property is not on, so as not to
352  * trigger an activity check on import.
353  */
354 static void
355 mmp_delay_update(spa_t *spa, boolean_t write_completed)
356 {
357         mmp_thread_t *mts = &spa->spa_mmp;
358         hrtime_t delay = gethrtime() - mts->mmp_last_write;
359
360         ASSERT(MUTEX_HELD(&mts->mmp_io_lock));
361
362         if (spa_multihost(spa) == B_FALSE) {
363                 mts->mmp_delay = 0;
364                 return;
365         }
366
367         if (delay > mts->mmp_delay)
368                 mts->mmp_delay = delay;
369
370         if (write_completed == B_FALSE)
371                 return;
372
373         mts->mmp_last_write = gethrtime();
374
375         /*
376          * strictly less than, in case delay was changed above.
377          */
378         if (delay < mts->mmp_delay) {
379                 hrtime_t min_delay =
380                     MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval)) /
381                     MAX(1, vdev_count_leaves(spa));
382                 mts->mmp_delay = MAX(((delay + mts->mmp_delay * 127) / 128),
383                     min_delay);
384         }
385 }
386
387 static void
388 mmp_write_done(zio_t *zio)
389 {
390         spa_t *spa = zio->io_spa;
391         vdev_t *vd = zio->io_vd;
392         mmp_thread_t *mts = zio->io_private;
393
394         mutex_enter(&mts->mmp_io_lock);
395         uint64_t mmp_kstat_id = vd->vdev_mmp_kstat_id;
396         hrtime_t mmp_write_duration = gethrtime() - vd->vdev_mmp_pending;
397
398         mmp_delay_update(spa, (zio->io_error == 0));
399
400         vd->vdev_mmp_pending = 0;
401         vd->vdev_mmp_kstat_id = 0;
402
403         mutex_exit(&mts->mmp_io_lock);
404         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, mmp_tag);
405
406         spa_mmp_history_set(spa, mmp_kstat_id, zio->io_error,
407             mmp_write_duration);
408
409         abd_free(zio->io_abd);
410 }
411
412 /*
413  * When the uberblock on-disk is updated by a spa_sync,
414  * creating a new "best" uberblock, update the one stored
415  * in the mmp thread state, used for mmp writes.
416  */
417 void
418 mmp_update_uberblock(spa_t *spa, uberblock_t *ub)
419 {
420         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
421
422         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
423         mmp->mmp_ub = *ub;
424         mmp->mmp_seq = 1;
425         mmp->mmp_ub.ub_timestamp = gethrestime_sec();
426         mmp_delay_update(spa, B_TRUE);
427         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
428 }
429
430 /*
431  * Choose a random vdev, label, and MMP block, and write over it
432  * with a copy of the last-synced uberblock, whose timestamp
433  * has been updated to reflect that the pool is in use.
434  */
435 static void
436 mmp_write_uberblock(spa_t *spa)
437 {
438         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
439         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
440         uberblock_t *ub;
441         vdev_t *vd = NULL;
442         int label, error;
443         uint64_t offset;
444
445         hrtime_t lock_acquire_time = gethrtime();
446         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, mmp_tag, RW_READER);
447         lock_acquire_time = gethrtime() - lock_acquire_time;
448         if (lock_acquire_time > (MSEC2NSEC(MMP_MIN_INTERVAL) / 10))
449                 zfs_dbgmsg("MMP SCL_STATE acquisition pool '%s' took %llu ns "
450                     "gethrtime %llu", spa_name(spa), lock_acquire_time,
451                     gethrtime());
452
453         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
454
455         error = mmp_next_leaf(spa);
456
457         /*
458          * spa_mmp_history has two types of entries:
459          * Issued MMP write: records time issued, error status, etc.
460          * Skipped MMP write: an MMP write could not be issued because no
461          * suitable leaf vdev was available.  See comment above struct
462          * spa_mmp_history for details.
463          */
464
465         if (error) {
466                 mmp_delay_update(spa, B_FALSE);
467                 if (mmp->mmp_skip_error == error) {
468                         spa_mmp_history_set_skip(spa, mmp->mmp_kstat_id - 1);
469                 } else {
470                         mmp->mmp_skip_error = error;
471                         spa_mmp_history_add(spa, mmp->mmp_ub.ub_txg,
472                             gethrestime_sec(), mmp->mmp_delay, NULL, 0,
473                             mmp->mmp_kstat_id++, error);
474                         zfs_dbgmsg("MMP error choosing leaf pool '%s' "
475                             "gethrtime %llu fail_mask %#x", spa_name(spa),
476                             gethrtime(), error);
477                 }
478                 mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
479                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, mmp_tag);
480                 return;
481         }
482
483         vd = spa->spa_mmp.mmp_last_leaf;
484         if (mmp->mmp_skip_error != 0) {
485                 mmp->mmp_skip_error = 0;
486                 zfs_dbgmsg("MMP write after skipping due to unavailable "
487                     "leaves, pool '%s' gethrtime %llu leaf %#llu",
488                     spa_name(spa), gethrtime(), vd->vdev_guid);
489         }
490
491         if (mmp->mmp_zio_root == NULL)
492                 mmp->mmp_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
493                     flags | ZIO_FLAG_GODFATHER);
494
495         if (mmp->mmp_ub.ub_timestamp != gethrestime_sec()) {
496                 /*
497                  * Want to reset mmp_seq when timestamp advances because after
498                  * an mmp_seq wrap new values will not be chosen by
499                  * uberblock_compare() as the "best".
500                  */
501                 mmp->mmp_ub.ub_timestamp = gethrestime_sec();
502                 mmp->mmp_seq = 1;
503         }
504
505         ub = &mmp->mmp_ub;
506         ub->ub_mmp_magic = MMP_MAGIC;
507         ub->ub_mmp_delay = mmp->mmp_delay;
508         ub->ub_mmp_config = MMP_SEQ_SET(mmp->mmp_seq) |
509             MMP_INTERVAL_SET(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval)) |
510             MMP_FAIL_INT_SET(MMP_FAIL_INTVS_OK(
511             zfs_multihost_fail_intervals));
512         vd->vdev_mmp_pending = gethrtime();
513         vd->vdev_mmp_kstat_id = mmp->mmp_kstat_id;
514
515         zio_t *zio  = zio_null(mmp->mmp_zio_root, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
516         abd_t *ub_abd = abd_alloc_for_io(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
517         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
518         abd_copy_from_buf(ub_abd, ub, sizeof (uberblock_t));
519
520         mmp->mmp_seq++;
521         mmp->mmp_kstat_id++;
522         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
523
524         offset = VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd) -
525             MMP_BLOCKS_PER_LABEL + spa_get_random(MMP_BLOCKS_PER_LABEL));
526
527         label = spa_get_random(VDEV_LABELS);
528         vdev_label_write(zio, vd, label, ub_abd, offset,
529             VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), mmp_write_done, mmp,
530             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
531
532         (void) spa_mmp_history_add(spa, ub->ub_txg, ub->ub_timestamp,
533             ub->ub_mmp_delay, vd, label, vd->vdev_mmp_kstat_id, 0);
534
535         zio_nowait(zio);
536 }
537
538 static void
539 mmp_thread(void *arg)
540 {
541         spa_t *spa = (spa_t *)arg;
542         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
543         boolean_t suspended = spa_suspended(spa);
544         boolean_t multihost = spa_multihost(spa);
545         uint64_t mmp_interval = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(
546             zfs_multihost_interval));
547         uint32_t mmp_fail_intervals = MMP_FAIL_INTVS_OK(
548             zfs_multihost_fail_intervals);
549         hrtime_t mmp_fail_ns = mmp_fail_intervals * mmp_interval;
550         boolean_t last_spa_suspended = suspended;
551         boolean_t last_spa_multihost = multihost;
552         uint64_t last_mmp_interval = mmp_interval;
553         uint32_t last_mmp_fail_intervals = mmp_fail_intervals;
554         hrtime_t last_mmp_fail_ns = mmp_fail_ns;
555         callb_cpr_t cpr;
556         int skip_wait = 0;
557
558         mmp_thread_enter(mmp, &cpr);
559
560         while (!mmp->mmp_thread_exiting) {
561                 hrtime_t next_time = gethrtime() +
562                     MSEC2NSEC(MMP_DEFAULT_INTERVAL);
563                 int leaves = MAX(vdev_count_leaves(spa), 1);
564
565                 /* Detect changes in tunables or state */
566
567                 last_spa_suspended = suspended;
568                 last_spa_multihost = multihost;
569                 suspended = spa_suspended(spa);
570                 multihost = spa_multihost(spa);
571
572                 last_mmp_interval = mmp_interval;
573                 last_mmp_fail_intervals = mmp_fail_intervals;
574                 last_mmp_fail_ns = mmp_fail_ns;
575                 mmp_interval = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(
576                     zfs_multihost_interval));
577                 mmp_fail_intervals = MMP_FAIL_INTVS_OK(
578                     zfs_multihost_fail_intervals);
579
580                 /* Smooth so pool is not suspended when reducing tunables */
581                 if (mmp_fail_intervals * mmp_interval < mmp_fail_ns) {
582                         mmp_fail_ns = (mmp_fail_ns * 31 +
583                             mmp_fail_intervals * mmp_interval) / 32;
584                 } else {
585                         mmp_fail_ns = mmp_fail_intervals *
586                             mmp_interval;
587                 }
588
589                 if (mmp_interval != last_mmp_interval ||
590                     mmp_fail_intervals != last_mmp_fail_intervals) {
591                         /*
592                          * We want other hosts to see new tunables as quickly as
593                          * possible.  Write out at higher frequency than usual.
594                          */
595                         skip_wait += leaves;
596                 }
597
598                 if (multihost)
599                         next_time = gethrtime() + mmp_interval / leaves;
600
601                 if (mmp_fail_ns != last_mmp_fail_ns) {
602                         zfs_dbgmsg("MMP interval change pool '%s' "
603                             "gethrtime %llu last_mmp_interval %llu "
604                             "mmp_interval %llu last_mmp_fail_intervals %u "
605                             "mmp_fail_intervals %u mmp_fail_ns %llu "
606                             "skip_wait %d leaves %d next_time %llu",
607                             spa_name(spa), gethrtime(), last_mmp_interval,
608                             mmp_interval, last_mmp_fail_intervals,
609                             mmp_fail_intervals, mmp_fail_ns, skip_wait, leaves,
610                             next_time);
611                 }
612
613                 /*
614                  * MMP off => on, or suspended => !suspended:
615                  * No writes occurred recently.  Update mmp_last_write to give
616                  * us some time to try.
617                  */
618                 if ((!last_spa_multihost && multihost) ||
619                     (last_spa_suspended && !suspended)) {
620                         zfs_dbgmsg("MMP state change pool '%s': gethrtime %llu "
621                             "last_spa_multihost %u multihost %u "
622                             "last_spa_suspended %u suspended %u",
623                             spa_name(spa), last_spa_multihost, multihost,
624                             last_spa_suspended, suspended);
625                         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
626                         mmp->mmp_last_write = gethrtime();
627                         mmp->mmp_delay = mmp_interval;
628                         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
629                 }
630
631                 /*
632                  * MMP on => off:
633                  * mmp_delay == 0 tells importing node to skip activity check.
634                  */
635                 if (last_spa_multihost && !multihost) {
636                         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
637                         mmp->mmp_delay = 0;
638                         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
639                 }
640
641                 /*
642                  * Suspend the pool if no MMP write has succeeded in over
643                  * mmp_interval * mmp_fail_intervals nanoseconds.
644                  */
645                 if (multihost && !suspended && mmp_fail_intervals &&
646                     (gethrtime() - mmp->mmp_last_write) > mmp_fail_ns) {
647                         zfs_dbgmsg("MMP suspending pool '%s': gethrtime %llu "
648                             "mmp_last_write %llu mmp_interval %llu "
649                             "mmp_fail_intervals %llu mmp_fail_ns %llu",
650                             spa_name(spa), (u_longlong_t)gethrtime(),
651                             (u_longlong_t)mmp->mmp_last_write,
652                             (u_longlong_t)mmp_interval,
653                             (u_longlong_t)mmp_fail_intervals,
654                             (u_longlong_t)mmp_fail_ns);
655                         cmn_err(CE_WARN, "MMP writes to pool '%s' have not "
656                             "succeeded in over %llu ms; suspending pool. "
657                             "Hrtime %llu",
658                             spa_name(spa),
659                             NSEC2MSEC(gethrtime() - mmp->mmp_last_write),
660                             gethrtime());
661                         zio_suspend(spa, NULL, ZIO_SUSPEND_MMP);
662                 }
663
664                 if (multihost && !suspended)
665                         mmp_write_uberblock(spa);
666
667                 if (skip_wait > 0) {
668                         next_time = gethrtime() + MSEC2NSEC(MMP_MIN_INTERVAL) /
669                             leaves;
670                         skip_wait--;
671                 }
672
673                 CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
674                 (void) cv_timedwait_sig_hires(&mmp->mmp_thread_cv,
675                     &mmp->mmp_thread_lock, next_time, USEC2NSEC(100),
676                     CALLOUT_FLAG_ABSOLUTE);
677                 CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &mmp->mmp_thread_lock);
678         }
679
680         /* Outstanding writes are allowed to complete. */
681         zio_wait(mmp->mmp_zio_root);
682
683         mmp->mmp_zio_root = NULL;
684         mmp_thread_exit(mmp, &mmp->mmp_thread, &cpr);
685 }
686
687 /*
688  * Signal the MMP thread to wake it, when it is sleeping on
689  * its cv.  Used when some module parameter has changed and
690  * we want the thread to know about it.
691  * Only signal if the pool is active and mmp thread is
692  * running, otherwise there is no thread to wake.
693  */
694 static void
695 mmp_signal_thread(spa_t *spa)
696 {
697         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
698
699         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
700         if (mmp->mmp_thread)
701                 cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
702         mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
703 }
704
705 void
706 mmp_signal_all_threads(void)
707 {
708         spa_t *spa = NULL;
709
710         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
711         while ((spa = spa_next(spa))) {
712                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_ACTIVE)
713                         mmp_signal_thread(spa);
714         }
715         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
716 }
717
718 /* BEGIN CSTYLED */
719 ZFS_MODULE_PARAM_CALL(zfs_multihost, zfs_multihost_, interval,
720         param_set_multihost_interval, param_get_ulong, ZMOD_RW,
721         "Milliseconds between mmp writes to each leaf");
722 /* END CSTYLED */
723
724 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_multihost, zfs_multihost_, fail_intervals, UINT, ZMOD_RW,
725         "Max allowed period without a successful mmp write");
726
727 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_multihost, zfs_multihost_, import_intervals, UINT, ZMOD_RW,
728         "Number of zfs_multihost_interval periods to wait for activity");