]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/mmp.c
zfs: merge openzfs/zfs@1f940de07
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / contrib / openzfs / 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 https://opensource.org/licenses/CDDL-1.0.
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 uint64_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 static const void *const mmp_tag = "mmp_write_uberblock";
190 static __attribute__((noreturn)) 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 void
204 mmp_fini(spa_t *spa)
205 {
206         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
207
208         mutex_destroy(&mmp->mmp_thread_lock);
209         cv_destroy(&mmp->mmp_thread_cv);
210         mutex_destroy(&mmp->mmp_io_lock);
211 }
212
213 static void
214 mmp_thread_enter(mmp_thread_t *mmp, callb_cpr_t *cpr)
215 {
216         CALLB_CPR_INIT(cpr, &mmp->mmp_thread_lock, callb_generic_cpr, FTAG);
217         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
218 }
219
220 static void
221 mmp_thread_exit(mmp_thread_t *mmp, kthread_t **mpp, callb_cpr_t *cpr)
222 {
223         ASSERT(*mpp != NULL);
224         *mpp = NULL;
225         cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
226         CALLB_CPR_EXIT(cpr);            /* drops &mmp->mmp_thread_lock */
227 }
228
229 void
230 mmp_thread_start(spa_t *spa)
231 {
232         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
233
234         if (spa_writeable(spa)) {
235                 mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
236                 if (!mmp->mmp_thread) {
237                         mmp->mmp_thread = thread_create(NULL, 0, mmp_thread,
238                             spa, 0, &p0, TS_RUN, defclsyspri);
239                         zfs_dbgmsg("MMP thread started pool '%s' "
240                             "gethrtime %llu", spa_name(spa), gethrtime());
241                 }
242                 mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
243         }
244 }
245
246 void
247 mmp_thread_stop(spa_t *spa)
248 {
249         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
250
251         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
252         mmp->mmp_thread_exiting = 1;
253         cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
254
255         while (mmp->mmp_thread) {
256                 cv_wait(&mmp->mmp_thread_cv, &mmp->mmp_thread_lock);
257         }
258         mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
259         zfs_dbgmsg("MMP thread stopped pool '%s' gethrtime %llu",
260             spa_name(spa), gethrtime());
261
262         ASSERT(mmp->mmp_thread == NULL);
263         mmp->mmp_thread_exiting = 0;
264 }
265
266 typedef enum mmp_vdev_state_flag {
267         MMP_FAIL_NOT_WRITABLE   = (1 << 0),
268         MMP_FAIL_WRITE_PENDING  = (1 << 1),
269 } mmp_vdev_state_flag_t;
270
271 /*
272  * Find a leaf vdev to write an MMP block to.  It must not have an outstanding
273  * mmp write (if so a new write will also likely block).  If there is no usable
274  * leaf, a nonzero error value is returned. The error value returned is a bit
275  * field.
276  *
277  * MMP_FAIL_WRITE_PENDING   One or more leaf vdevs are writeable, but have an
278  *                          outstanding MMP write.
279  * MMP_FAIL_NOT_WRITABLE    One or more leaf vdevs are not writeable.
280  */
281
282 static int
283 mmp_next_leaf(spa_t *spa)
284 {
285         vdev_t *leaf;
286         vdev_t *starting_leaf;
287         int fail_mask = 0;
288
289         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_mmp.mmp_io_lock));
290         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER));
291         ASSERT(list_link_active(&spa->spa_leaf_list.list_head) == B_TRUE);
292         ASSERT(!list_is_empty(&spa->spa_leaf_list));
293
294         if (spa->spa_mmp.mmp_leaf_last_gen != spa->spa_leaf_list_gen) {
295                 spa->spa_mmp.mmp_last_leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
296                 spa->spa_mmp.mmp_leaf_last_gen = spa->spa_leaf_list_gen;
297         }
298
299         leaf = spa->spa_mmp.mmp_last_leaf;
300         if (leaf == NULL)
301                 leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
302         starting_leaf = leaf;
303
304         do {
305                 leaf = list_next(&spa->spa_leaf_list, leaf);
306                 if (leaf == NULL) {
307                         leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
308                         ASSERT3P(leaf, !=, NULL);
309                 }
310
311                 /*
312                  * We skip unwritable, offline, detached, and dRAID spare
313                  * devices as they are either not legal targets or the write
314                  * may fail or not be seen by other hosts.  Skipped dRAID
315                  * spares can never be written so the fail mask is not set.
316                  */
317                 if (!vdev_writeable(leaf) || leaf->vdev_offline ||
318                     leaf->vdev_detached) {
319                         fail_mask |= MMP_FAIL_NOT_WRITABLE;
320                 } else if (leaf->vdev_ops == &vdev_draid_spare_ops) {
321                         continue;
322                 } else if (leaf->vdev_mmp_pending != 0) {
323                         fail_mask |= MMP_FAIL_WRITE_PENDING;
324                 } else {
325                         spa->spa_mmp.mmp_last_leaf = leaf;
326                         return (0);
327                 }
328         } while (leaf != starting_leaf);
329
330         ASSERT(fail_mask);
331
332         return (fail_mask);
333 }
334
335 /*
336  * MMP writes are issued on a fixed schedule, but may complete at variable,
337  * much longer, intervals.  The mmp_delay captures long periods between
338  * successful writes for any reason, including disk latency, scheduling delays,
339  * etc.
340  *
341  * The mmp_delay is usually calculated as a decaying average, but if the latest
342  * delay is higher we do not average it, so that we do not hide sudden spikes
343  * which the importing host must wait for.
344  *
345  * If writes are occurring frequently, such as due to a high rate of txg syncs,
346  * the mmp_delay could become very small.  Since those short delays depend on
347  * activity we cannot count on, we never allow mmp_delay to get lower than rate
348  * expected if only mmp_thread writes occur.
349  *
350  * If an mmp write was skipped or fails, and we have already waited longer than
351  * mmp_delay, we need to update it so the next write reflects the longer delay.
352  *
353  * Do not set mmp_delay if the multihost property is not on, so as not to
354  * trigger an activity check on import.
355  */
356 static void
357 mmp_delay_update(spa_t *spa, boolean_t write_completed)
358 {
359         mmp_thread_t *mts = &spa->spa_mmp;
360         hrtime_t delay = gethrtime() - mts->mmp_last_write;
361
362         ASSERT(MUTEX_HELD(&mts->mmp_io_lock));
363
364         if (spa_multihost(spa) == B_FALSE) {
365                 mts->mmp_delay = 0;
366                 return;
367         }
368
369         if (delay > mts->mmp_delay)
370                 mts->mmp_delay = delay;
371
372         if (write_completed == B_FALSE)
373                 return;
374
375         mts->mmp_last_write = gethrtime();
376
377         /*
378          * strictly less than, in case delay was changed above.
379          */
380         if (delay < mts->mmp_delay) {
381                 hrtime_t min_delay =
382                     MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval)) /
383                     MAX(1, vdev_count_leaves(spa));
384                 mts->mmp_delay = MAX(((delay + mts->mmp_delay * 127) / 128),
385                     min_delay);
386         }
387 }
388
389 static void
390 mmp_write_done(zio_t *zio)
391 {
392         spa_t *spa = zio->io_spa;
393         vdev_t *vd = zio->io_vd;
394         mmp_thread_t *mts = zio->io_private;
395
396         mutex_enter(&mts->mmp_io_lock);
397         uint64_t mmp_kstat_id = vd->vdev_mmp_kstat_id;
398         hrtime_t mmp_write_duration = gethrtime() - vd->vdev_mmp_pending;
399
400         mmp_delay_update(spa, (zio->io_error == 0));
401
402         vd->vdev_mmp_pending = 0;
403         vd->vdev_mmp_kstat_id = 0;
404
405         mutex_exit(&mts->mmp_io_lock);
406         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, mmp_tag);
407
408         spa_mmp_history_set(spa, mmp_kstat_id, zio->io_error,
409             mmp_write_duration);
410
411         abd_free(zio->io_abd);
412 }
413
414 /*
415  * When the uberblock on-disk is updated by a spa_sync,
416  * creating a new "best" uberblock, update the one stored
417  * in the mmp thread state, used for mmp writes.
418  */
419 void
420 mmp_update_uberblock(spa_t *spa, uberblock_t *ub)
421 {
422         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
423
424         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
425         mmp->mmp_ub = *ub;
426         mmp->mmp_seq = 1;
427         mmp->mmp_ub.ub_timestamp = gethrestime_sec();
428         mmp_delay_update(spa, B_TRUE);
429         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
430 }
431
432 /*
433  * Choose a random vdev, label, and MMP block, and write over it
434  * with a copy of the last-synced uberblock, whose timestamp
435  * has been updated to reflect that the pool is in use.
436  */
437 static void
438 mmp_write_uberblock(spa_t *spa)
439 {
440         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
441         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
442         uberblock_t *ub;
443         vdev_t *vd = NULL;
444         int label, error;
445         uint64_t offset;
446
447         hrtime_t lock_acquire_time = gethrtime();
448         spa_config_enter_mmp(spa, SCL_STATE, mmp_tag, RW_READER);
449         lock_acquire_time = gethrtime() - lock_acquire_time;
450         if (lock_acquire_time > (MSEC2NSEC(MMP_MIN_INTERVAL) / 10))
451                 zfs_dbgmsg("MMP SCL_STATE acquisition pool '%s' took %llu ns "
452                     "gethrtime %llu", spa_name(spa), lock_acquire_time,
453                     gethrtime());
454
455         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
456
457         error = mmp_next_leaf(spa);
458
459         /*
460          * spa_mmp_history has two types of entries:
461          * Issued MMP write: records time issued, error status, etc.
462          * Skipped MMP write: an MMP write could not be issued because no
463          * suitable leaf vdev was available.  See comment above struct
464          * spa_mmp_history for details.
465          */
466
467         if (error) {
468                 mmp_delay_update(spa, B_FALSE);
469                 if (mmp->mmp_skip_error == error) {
470                         spa_mmp_history_set_skip(spa, mmp->mmp_kstat_id - 1);
471                 } else {
472                         mmp->mmp_skip_error = error;
473                         spa_mmp_history_add(spa, mmp->mmp_ub.ub_txg,
474                             gethrestime_sec(), mmp->mmp_delay, NULL, 0,
475                             mmp->mmp_kstat_id++, error);
476                         zfs_dbgmsg("MMP error choosing leaf pool '%s' "
477                             "gethrtime %llu fail_mask %#x", spa_name(spa),
478                             gethrtime(), error);
479                 }
480                 mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
481                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, mmp_tag);
482                 return;
483         }
484
485         vd = spa->spa_mmp.mmp_last_leaf;
486         if (mmp->mmp_skip_error != 0) {
487                 mmp->mmp_skip_error = 0;
488                 zfs_dbgmsg("MMP write after skipping due to unavailable "
489                     "leaves, pool '%s' gethrtime %llu leaf %llu",
490                     spa_name(spa), (u_longlong_t)gethrtime(),
491                     (u_longlong_t)vd->vdev_guid);
492         }
493
494         if (mmp->mmp_zio_root == NULL)
495                 mmp->mmp_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
496                     flags | ZIO_FLAG_GODFATHER);
497
498         if (mmp->mmp_ub.ub_timestamp != gethrestime_sec()) {
499                 /*
500                  * Want to reset mmp_seq when timestamp advances because after
501                  * an mmp_seq wrap new values will not be chosen by
502                  * uberblock_compare() as the "best".
503                  */
504                 mmp->mmp_ub.ub_timestamp = gethrestime_sec();
505                 mmp->mmp_seq = 1;
506         }
507
508         ub = &mmp->mmp_ub;
509         ub->ub_mmp_magic = MMP_MAGIC;
510         ub->ub_mmp_delay = mmp->mmp_delay;
511         ub->ub_mmp_config = MMP_SEQ_SET(mmp->mmp_seq) |
512             MMP_INTERVAL_SET(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval)) |
513             MMP_FAIL_INT_SET(MMP_FAIL_INTVS_OK(
514             zfs_multihost_fail_intervals));
515         vd->vdev_mmp_pending = gethrtime();
516         vd->vdev_mmp_kstat_id = mmp->mmp_kstat_id;
517
518         zio_t *zio  = zio_null(mmp->mmp_zio_root, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
519         abd_t *ub_abd = abd_alloc_for_io(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
520         abd_copy_from_buf(ub_abd, ub, sizeof (uberblock_t));
521         abd_zero_off(ub_abd, sizeof (uberblock_t),
522             VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd) - sizeof (uberblock_t));
523
524         mmp->mmp_seq++;
525         mmp->mmp_kstat_id++;
526         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
527
528         offset = VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd) -
529             MMP_BLOCKS_PER_LABEL + random_in_range(MMP_BLOCKS_PER_LABEL));
530
531         label = random_in_range(VDEV_LABELS);
532         vdev_label_write(zio, vd, label, ub_abd, offset,
533             VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), mmp_write_done, mmp,
534             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
535
536         (void) spa_mmp_history_add(spa, ub->ub_txg, ub->ub_timestamp,
537             ub->ub_mmp_delay, vd, label, vd->vdev_mmp_kstat_id, 0);
538
539         zio_nowait(zio);
540 }
541
542 static __attribute__((noreturn)) void
543 mmp_thread(void *arg)
544 {
545         spa_t *spa = (spa_t *)arg;
546         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
547         boolean_t suspended = spa_suspended(spa);
548         boolean_t multihost = spa_multihost(spa);
549         uint64_t mmp_interval = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(
550             zfs_multihost_interval));
551         uint32_t mmp_fail_intervals = MMP_FAIL_INTVS_OK(
552             zfs_multihost_fail_intervals);
553         hrtime_t mmp_fail_ns = mmp_fail_intervals * mmp_interval;
554         boolean_t last_spa_suspended;
555         boolean_t last_spa_multihost;
556         uint64_t last_mmp_interval;
557         uint32_t last_mmp_fail_intervals;
558         hrtime_t last_mmp_fail_ns;
559         callb_cpr_t cpr;
560         int skip_wait = 0;
561
562         mmp_thread_enter(mmp, &cpr);
563
564         /*
565          * There have been no MMP writes yet.  Setting mmp_last_write here gives
566          * us one mmp_fail_ns period, which is consistent with the activity
567          * check duration, to try to land an MMP write before MMP suspends the
568          * pool (if so configured).
569          */
570
571         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
572         mmp->mmp_last_write = gethrtime();
573         mmp->mmp_delay = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval));
574         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
575
576         while (!mmp->mmp_thread_exiting) {
577                 hrtime_t next_time = gethrtime() +
578                     MSEC2NSEC(MMP_DEFAULT_INTERVAL);
579                 int leaves = MAX(vdev_count_leaves(spa), 1);
580
581                 /* Detect changes in tunables or state */
582
583                 last_spa_suspended = suspended;
584                 last_spa_multihost = multihost;
585                 suspended = spa_suspended(spa);
586                 multihost = spa_multihost(spa);
587
588                 last_mmp_interval = mmp_interval;
589                 last_mmp_fail_intervals = mmp_fail_intervals;
590                 last_mmp_fail_ns = mmp_fail_ns;
591                 mmp_interval = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(
592                     zfs_multihost_interval));
593                 mmp_fail_intervals = MMP_FAIL_INTVS_OK(
594                     zfs_multihost_fail_intervals);
595
596                 /* Smooth so pool is not suspended when reducing tunables */
597                 if (mmp_fail_intervals * mmp_interval < mmp_fail_ns) {
598                         mmp_fail_ns = (mmp_fail_ns * 31 +
599                             mmp_fail_intervals * mmp_interval) / 32;
600                 } else {
601                         mmp_fail_ns = mmp_fail_intervals *
602                             mmp_interval;
603                 }
604
605                 if (mmp_interval != last_mmp_interval ||
606                     mmp_fail_intervals != last_mmp_fail_intervals) {
607                         /*
608                          * We want other hosts to see new tunables as quickly as
609                          * possible.  Write out at higher frequency than usual.
610                          */
611                         skip_wait += leaves;
612                 }
613
614                 if (multihost)
615                         next_time = gethrtime() + mmp_interval / leaves;
616
617                 if (mmp_fail_ns != last_mmp_fail_ns) {
618                         zfs_dbgmsg("MMP interval change pool '%s' "
619                             "gethrtime %llu last_mmp_interval %llu "
620                             "mmp_interval %llu last_mmp_fail_intervals %u "
621                             "mmp_fail_intervals %u mmp_fail_ns %llu "
622                             "skip_wait %d leaves %d next_time %llu",
623                             spa_name(spa), (u_longlong_t)gethrtime(),
624                             (u_longlong_t)last_mmp_interval,
625                             (u_longlong_t)mmp_interval, last_mmp_fail_intervals,
626                             mmp_fail_intervals, (u_longlong_t)mmp_fail_ns,
627                             skip_wait, leaves, (u_longlong_t)next_time);
628                 }
629
630                 /*
631                  * MMP off => on, or suspended => !suspended:
632                  * No writes occurred recently.  Update mmp_last_write to give
633                  * us some time to try.
634                  */
635                 if ((!last_spa_multihost && multihost) ||
636                     (last_spa_suspended && !suspended)) {
637                         zfs_dbgmsg("MMP state change pool '%s': gethrtime %llu "
638                             "last_spa_multihost %u multihost %u "
639                             "last_spa_suspended %u suspended %u",
640                             spa_name(spa), (u_longlong_t)gethrtime(),
641                             last_spa_multihost, multihost, last_spa_suspended,
642                             suspended);
643                         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
644                         mmp->mmp_last_write = gethrtime();
645                         mmp->mmp_delay = mmp_interval;
646                         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
647                 }
648
649                 /*
650                  * MMP on => off:
651                  * mmp_delay == 0 tells importing node to skip activity check.
652                  */
653                 if (last_spa_multihost && !multihost) {
654                         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
655                         mmp->mmp_delay = 0;
656                         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
657                 }
658
659                 /*
660                  * Suspend the pool if no MMP write has succeeded in over
661                  * mmp_interval * mmp_fail_intervals nanoseconds.
662                  */
663                 if (multihost && !suspended && mmp_fail_intervals &&
664                     (gethrtime() - mmp->mmp_last_write) > mmp_fail_ns) {
665                         zfs_dbgmsg("MMP suspending pool '%s': gethrtime %llu "
666                             "mmp_last_write %llu mmp_interval %llu "
667                             "mmp_fail_intervals %llu mmp_fail_ns %llu",
668                             spa_name(spa), (u_longlong_t)gethrtime(),
669                             (u_longlong_t)mmp->mmp_last_write,
670                             (u_longlong_t)mmp_interval,
671                             (u_longlong_t)mmp_fail_intervals,
672                             (u_longlong_t)mmp_fail_ns);
673                         cmn_err(CE_WARN, "MMP writes to pool '%s' have not "
674                             "succeeded in over %llu ms; suspending pool. "
675                             "Hrtime %llu",
676                             spa_name(spa),
677                             NSEC2MSEC(gethrtime() - mmp->mmp_last_write),
678                             gethrtime());
679                         zio_suspend(spa, NULL, ZIO_SUSPEND_MMP);
680                 }
681
682                 if (multihost && !suspended)
683                         mmp_write_uberblock(spa);
684
685                 if (skip_wait > 0) {
686                         next_time = gethrtime() + MSEC2NSEC(MMP_MIN_INTERVAL) /
687                             leaves;
688                         skip_wait--;
689                 }
690
691                 CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
692                 (void) cv_timedwait_idle_hires(&mmp->mmp_thread_cv,
693                     &mmp->mmp_thread_lock, next_time, USEC2NSEC(100),
694                     CALLOUT_FLAG_ABSOLUTE);
695                 CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &mmp->mmp_thread_lock);
696         }
697
698         /* Outstanding writes are allowed to complete. */
699         zio_wait(mmp->mmp_zio_root);
700
701         mmp->mmp_zio_root = NULL;
702         mmp_thread_exit(mmp, &mmp->mmp_thread, &cpr);
703
704         thread_exit();
705 }
706
707 /*
708  * Signal the MMP thread to wake it, when it is sleeping on
709  * its cv.  Used when some module parameter has changed and
710  * we want the thread to know about it.
711  * Only signal if the pool is active and mmp thread is
712  * running, otherwise there is no thread to wake.
713  */
714 static void
715 mmp_signal_thread(spa_t *spa)
716 {
717         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
718
719         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
720         if (mmp->mmp_thread)
721                 cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
722         mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
723 }
724
725 void
726 mmp_signal_all_threads(void)
727 {
728         spa_t *spa = NULL;
729
730         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
731         while ((spa = spa_next(spa))) {
732                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_ACTIVE)
733                         mmp_signal_thread(spa);
734         }
735         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
736 }
737
738 /* BEGIN CSTYLED */
739 ZFS_MODULE_PARAM_CALL(zfs_multihost, zfs_multihost_, interval,
740         param_set_multihost_interval, spl_param_get_u64, ZMOD_RW,
741         "Milliseconds between mmp writes to each leaf");
742 /* END CSTYLED */
743
744 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_multihost, zfs_multihost_, fail_intervals, UINT, ZMOD_RW,
745         "Max allowed period without a successful mmp write");
746
747 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_multihost, zfs_multihost_, import_intervals, UINT, ZMOD_RW,
748         "Number of zfs_multihost_interval periods to wait for activity");