]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/contrib/openzfs/module/zfs/mmp.c
MFV 2.0-rc2
[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 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 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         thread_exit();
228 }
229
230 void
231 mmp_thread_start(spa_t *spa)
232 {
233         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
234
235         if (spa_writeable(spa)) {
236                 mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
237                 if (!mmp->mmp_thread) {
238                         mmp->mmp_thread = thread_create(NULL, 0, mmp_thread,
239                             spa, 0, &p0, TS_RUN, defclsyspri);
240                         zfs_dbgmsg("MMP thread started pool '%s' "
241                             "gethrtime %llu", spa_name(spa), gethrtime());
242                 }
243                 mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
244         }
245 }
246
247 void
248 mmp_thread_stop(spa_t *spa)
249 {
250         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
251
252         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
253         mmp->mmp_thread_exiting = 1;
254         cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
255
256         while (mmp->mmp_thread) {
257                 cv_wait(&mmp->mmp_thread_cv, &mmp->mmp_thread_lock);
258         }
259         mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
260         zfs_dbgmsg("MMP thread stopped pool '%s' gethrtime %llu",
261             spa_name(spa), gethrtime());
262
263         ASSERT(mmp->mmp_thread == NULL);
264         mmp->mmp_thread_exiting = 0;
265 }
266
267 typedef enum mmp_vdev_state_flag {
268         MMP_FAIL_NOT_WRITABLE   = (1 << 0),
269         MMP_FAIL_WRITE_PENDING  = (1 << 1),
270 } mmp_vdev_state_flag_t;
271
272 /*
273  * Find a leaf vdev to write an MMP block to.  It must not have an outstanding
274  * mmp write (if so a new write will also likely block).  If there is no usable
275  * leaf, a nonzero error value is returned. The error value returned is a bit
276  * field.
277  *
278  * MMP_FAIL_WRITE_PENDING   One or more leaf vdevs are writeable, but have an
279  *                          outstanding MMP write.
280  * MMP_FAIL_NOT_WRITABLE    One or more leaf vdevs are not writeable.
281  */
282
283 static int
284 mmp_next_leaf(spa_t *spa)
285 {
286         vdev_t *leaf;
287         vdev_t *starting_leaf;
288         int fail_mask = 0;
289
290         ASSERT(MUTEX_HELD(&spa->spa_mmp.mmp_io_lock));
291         ASSERT(spa_config_held(spa, SCL_STATE, RW_READER));
292         ASSERT(list_link_active(&spa->spa_leaf_list.list_head) == B_TRUE);
293         ASSERT(!list_is_empty(&spa->spa_leaf_list));
294
295         if (spa->spa_mmp.mmp_leaf_last_gen != spa->spa_leaf_list_gen) {
296                 spa->spa_mmp.mmp_last_leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
297                 spa->spa_mmp.mmp_leaf_last_gen = spa->spa_leaf_list_gen;
298         }
299
300         leaf = spa->spa_mmp.mmp_last_leaf;
301         if (leaf == NULL)
302                 leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
303         starting_leaf = leaf;
304
305         do {
306                 leaf = list_next(&spa->spa_leaf_list, leaf);
307                 if (leaf == NULL)
308                         leaf = list_head(&spa->spa_leaf_list);
309
310                 if (!vdev_writeable(leaf)) {
311                         fail_mask |= MMP_FAIL_NOT_WRITABLE;
312                 } else if (leaf->vdev_mmp_pending != 0) {
313                         fail_mask |= MMP_FAIL_WRITE_PENDING;
314                 } else {
315                         spa->spa_mmp.mmp_last_leaf = leaf;
316                         return (0);
317                 }
318         } while (leaf != starting_leaf);
319
320         ASSERT(fail_mask);
321
322         return (fail_mask);
323 }
324
325 /*
326  * MMP writes are issued on a fixed schedule, but may complete at variable,
327  * much longer, intervals.  The mmp_delay captures long periods between
328  * successful writes for any reason, including disk latency, scheduling delays,
329  * etc.
330  *
331  * The mmp_delay is usually calculated as a decaying average, but if the latest
332  * delay is higher we do not average it, so that we do not hide sudden spikes
333  * which the importing host must wait for.
334  *
335  * If writes are occurring frequently, such as due to a high rate of txg syncs,
336  * the mmp_delay could become very small.  Since those short delays depend on
337  * activity we cannot count on, we never allow mmp_delay to get lower than rate
338  * expected if only mmp_thread writes occur.
339  *
340  * If an mmp write was skipped or fails, and we have already waited longer than
341  * mmp_delay, we need to update it so the next write reflects the longer delay.
342  *
343  * Do not set mmp_delay if the multihost property is not on, so as not to
344  * trigger an activity check on import.
345  */
346 static void
347 mmp_delay_update(spa_t *spa, boolean_t write_completed)
348 {
349         mmp_thread_t *mts = &spa->spa_mmp;
350         hrtime_t delay = gethrtime() - mts->mmp_last_write;
351
352         ASSERT(MUTEX_HELD(&mts->mmp_io_lock));
353
354         if (spa_multihost(spa) == B_FALSE) {
355                 mts->mmp_delay = 0;
356                 return;
357         }
358
359         if (delay > mts->mmp_delay)
360                 mts->mmp_delay = delay;
361
362         if (write_completed == B_FALSE)
363                 return;
364
365         mts->mmp_last_write = gethrtime();
366
367         /*
368          * strictly less than, in case delay was changed above.
369          */
370         if (delay < mts->mmp_delay) {
371                 hrtime_t min_delay =
372                     MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval)) /
373                     MAX(1, vdev_count_leaves(spa));
374                 mts->mmp_delay = MAX(((delay + mts->mmp_delay * 127) / 128),
375                     min_delay);
376         }
377 }
378
379 static void
380 mmp_write_done(zio_t *zio)
381 {
382         spa_t *spa = zio->io_spa;
383         vdev_t *vd = zio->io_vd;
384         mmp_thread_t *mts = zio->io_private;
385
386         mutex_enter(&mts->mmp_io_lock);
387         uint64_t mmp_kstat_id = vd->vdev_mmp_kstat_id;
388         hrtime_t mmp_write_duration = gethrtime() - vd->vdev_mmp_pending;
389
390         mmp_delay_update(spa, (zio->io_error == 0));
391
392         vd->vdev_mmp_pending = 0;
393         vd->vdev_mmp_kstat_id = 0;
394
395         mutex_exit(&mts->mmp_io_lock);
396         spa_config_exit(spa, SCL_STATE, mmp_tag);
397
398         spa_mmp_history_set(spa, mmp_kstat_id, zio->io_error,
399             mmp_write_duration);
400
401         abd_free(zio->io_abd);
402 }
403
404 /*
405  * When the uberblock on-disk is updated by a spa_sync,
406  * creating a new "best" uberblock, update the one stored
407  * in the mmp thread state, used for mmp writes.
408  */
409 void
410 mmp_update_uberblock(spa_t *spa, uberblock_t *ub)
411 {
412         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
413
414         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
415         mmp->mmp_ub = *ub;
416         mmp->mmp_seq = 1;
417         mmp->mmp_ub.ub_timestamp = gethrestime_sec();
418         mmp_delay_update(spa, B_TRUE);
419         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
420 }
421
422 /*
423  * Choose a random vdev, label, and MMP block, and write over it
424  * with a copy of the last-synced uberblock, whose timestamp
425  * has been updated to reflect that the pool is in use.
426  */
427 static void
428 mmp_write_uberblock(spa_t *spa)
429 {
430         int flags = ZIO_FLAG_CONFIG_WRITER | ZIO_FLAG_CANFAIL;
431         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
432         uberblock_t *ub;
433         vdev_t *vd = NULL;
434         int label, error;
435         uint64_t offset;
436
437         hrtime_t lock_acquire_time = gethrtime();
438         spa_config_enter(spa, SCL_STATE, mmp_tag, RW_READER);
439         lock_acquire_time = gethrtime() - lock_acquire_time;
440         if (lock_acquire_time > (MSEC2NSEC(MMP_MIN_INTERVAL) / 10))
441                 zfs_dbgmsg("MMP SCL_STATE acquisition pool '%s' took %llu ns "
442                     "gethrtime %llu", spa_name(spa), lock_acquire_time,
443                     gethrtime());
444
445         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
446
447         error = mmp_next_leaf(spa);
448
449         /*
450          * spa_mmp_history has two types of entries:
451          * Issued MMP write: records time issued, error status, etc.
452          * Skipped MMP write: an MMP write could not be issued because no
453          * suitable leaf vdev was available.  See comment above struct
454          * spa_mmp_history for details.
455          */
456
457         if (error) {
458                 mmp_delay_update(spa, B_FALSE);
459                 if (mmp->mmp_skip_error == error) {
460                         spa_mmp_history_set_skip(spa, mmp->mmp_kstat_id - 1);
461                 } else {
462                         mmp->mmp_skip_error = error;
463                         spa_mmp_history_add(spa, mmp->mmp_ub.ub_txg,
464                             gethrestime_sec(), mmp->mmp_delay, NULL, 0,
465                             mmp->mmp_kstat_id++, error);
466                         zfs_dbgmsg("MMP error choosing leaf pool '%s' "
467                             "gethrtime %llu fail_mask %#x", spa_name(spa),
468                             gethrtime(), error);
469                 }
470                 mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
471                 spa_config_exit(spa, SCL_STATE, mmp_tag);
472                 return;
473         }
474
475         vd = spa->spa_mmp.mmp_last_leaf;
476         if (mmp->mmp_skip_error != 0) {
477                 mmp->mmp_skip_error = 0;
478                 zfs_dbgmsg("MMP write after skipping due to unavailable "
479                     "leaves, pool '%s' gethrtime %llu leaf %#llu",
480                     spa_name(spa), gethrtime(), vd->vdev_guid);
481         }
482
483         if (mmp->mmp_zio_root == NULL)
484                 mmp->mmp_zio_root = zio_root(spa, NULL, NULL,
485                     flags | ZIO_FLAG_GODFATHER);
486
487         if (mmp->mmp_ub.ub_timestamp != gethrestime_sec()) {
488                 /*
489                  * Want to reset mmp_seq when timestamp advances because after
490                  * an mmp_seq wrap new values will not be chosen by
491                  * uberblock_compare() as the "best".
492                  */
493                 mmp->mmp_ub.ub_timestamp = gethrestime_sec();
494                 mmp->mmp_seq = 1;
495         }
496
497         ub = &mmp->mmp_ub;
498         ub->ub_mmp_magic = MMP_MAGIC;
499         ub->ub_mmp_delay = mmp->mmp_delay;
500         ub->ub_mmp_config = MMP_SEQ_SET(mmp->mmp_seq) |
501             MMP_INTERVAL_SET(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval)) |
502             MMP_FAIL_INT_SET(MMP_FAIL_INTVS_OK(
503             zfs_multihost_fail_intervals));
504         vd->vdev_mmp_pending = gethrtime();
505         vd->vdev_mmp_kstat_id = mmp->mmp_kstat_id;
506
507         zio_t *zio  = zio_null(mmp->mmp_zio_root, spa, NULL, NULL, NULL, flags);
508         abd_t *ub_abd = abd_alloc_for_io(VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), B_TRUE);
509         abd_zero(ub_abd, VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd));
510         abd_copy_from_buf(ub_abd, ub, sizeof (uberblock_t));
511
512         mmp->mmp_seq++;
513         mmp->mmp_kstat_id++;
514         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
515
516         offset = VDEV_UBERBLOCK_OFFSET(vd, VDEV_UBERBLOCK_COUNT(vd) -
517             MMP_BLOCKS_PER_LABEL + spa_get_random(MMP_BLOCKS_PER_LABEL));
518
519         label = spa_get_random(VDEV_LABELS);
520         vdev_label_write(zio, vd, label, ub_abd, offset,
521             VDEV_UBERBLOCK_SIZE(vd), mmp_write_done, mmp,
522             flags | ZIO_FLAG_DONT_PROPAGATE);
523
524         (void) spa_mmp_history_add(spa, ub->ub_txg, ub->ub_timestamp,
525             ub->ub_mmp_delay, vd, label, vd->vdev_mmp_kstat_id, 0);
526
527         zio_nowait(zio);
528 }
529
530 static void
531 mmp_thread(void *arg)
532 {
533         spa_t *spa = (spa_t *)arg;
534         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
535         boolean_t suspended = spa_suspended(spa);
536         boolean_t multihost = spa_multihost(spa);
537         uint64_t mmp_interval = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(
538             zfs_multihost_interval));
539         uint32_t mmp_fail_intervals = MMP_FAIL_INTVS_OK(
540             zfs_multihost_fail_intervals);
541         hrtime_t mmp_fail_ns = mmp_fail_intervals * mmp_interval;
542         boolean_t last_spa_suspended = suspended;
543         boolean_t last_spa_multihost = multihost;
544         uint64_t last_mmp_interval = mmp_interval;
545         uint32_t last_mmp_fail_intervals = mmp_fail_intervals;
546         hrtime_t last_mmp_fail_ns = mmp_fail_ns;
547         callb_cpr_t cpr;
548         int skip_wait = 0;
549
550         mmp_thread_enter(mmp, &cpr);
551
552         /*
553          * There have been no MMP writes yet.  Setting mmp_last_write here gives
554          * us one mmp_fail_ns period, which is consistent with the activity
555          * check duration, to try to land an MMP write before MMP suspends the
556          * pool (if so configured).
557          */
558
559         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
560         mmp->mmp_last_write = gethrtime();
561         mmp->mmp_delay = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(zfs_multihost_interval));
562         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
563
564         while (!mmp->mmp_thread_exiting) {
565                 hrtime_t next_time = gethrtime() +
566                     MSEC2NSEC(MMP_DEFAULT_INTERVAL);
567                 int leaves = MAX(vdev_count_leaves(spa), 1);
568
569                 /* Detect changes in tunables or state */
570
571                 last_spa_suspended = suspended;
572                 last_spa_multihost = multihost;
573                 suspended = spa_suspended(spa);
574                 multihost = spa_multihost(spa);
575
576                 last_mmp_interval = mmp_interval;
577                 last_mmp_fail_intervals = mmp_fail_intervals;
578                 last_mmp_fail_ns = mmp_fail_ns;
579                 mmp_interval = MSEC2NSEC(MMP_INTERVAL_OK(
580                     zfs_multihost_interval));
581                 mmp_fail_intervals = MMP_FAIL_INTVS_OK(
582                     zfs_multihost_fail_intervals);
583
584                 /* Smooth so pool is not suspended when reducing tunables */
585                 if (mmp_fail_intervals * mmp_interval < mmp_fail_ns) {
586                         mmp_fail_ns = (mmp_fail_ns * 31 +
587                             mmp_fail_intervals * mmp_interval) / 32;
588                 } else {
589                         mmp_fail_ns = mmp_fail_intervals *
590                             mmp_interval;
591                 }
592
593                 if (mmp_interval != last_mmp_interval ||
594                     mmp_fail_intervals != last_mmp_fail_intervals) {
595                         /*
596                          * We want other hosts to see new tunables as quickly as
597                          * possible.  Write out at higher frequency than usual.
598                          */
599                         skip_wait += leaves;
600                 }
601
602                 if (multihost)
603                         next_time = gethrtime() + mmp_interval / leaves;
604
605                 if (mmp_fail_ns != last_mmp_fail_ns) {
606                         zfs_dbgmsg("MMP interval change pool '%s' "
607                             "gethrtime %llu last_mmp_interval %llu "
608                             "mmp_interval %llu last_mmp_fail_intervals %u "
609                             "mmp_fail_intervals %u mmp_fail_ns %llu "
610                             "skip_wait %d leaves %d next_time %llu",
611                             spa_name(spa), gethrtime(), last_mmp_interval,
612                             mmp_interval, last_mmp_fail_intervals,
613                             mmp_fail_intervals, mmp_fail_ns, skip_wait, leaves,
614                             next_time);
615                 }
616
617                 /*
618                  * MMP off => on, or suspended => !suspended:
619                  * No writes occurred recently.  Update mmp_last_write to give
620                  * us some time to try.
621                  */
622                 if ((!last_spa_multihost && multihost) ||
623                     (last_spa_suspended && !suspended)) {
624                         zfs_dbgmsg("MMP state change pool '%s': gethrtime %llu "
625                             "last_spa_multihost %u multihost %u "
626                             "last_spa_suspended %u suspended %u",
627                             spa_name(spa), last_spa_multihost, multihost,
628                             last_spa_suspended, suspended);
629                         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
630                         mmp->mmp_last_write = gethrtime();
631                         mmp->mmp_delay = mmp_interval;
632                         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
633                 }
634
635                 /*
636                  * MMP on => off:
637                  * mmp_delay == 0 tells importing node to skip activity check.
638                  */
639                 if (last_spa_multihost && !multihost) {
640                         mutex_enter(&mmp->mmp_io_lock);
641                         mmp->mmp_delay = 0;
642                         mutex_exit(&mmp->mmp_io_lock);
643                 }
644
645                 /*
646                  * Suspend the pool if no MMP write has succeeded in over
647                  * mmp_interval * mmp_fail_intervals nanoseconds.
648                  */
649                 if (multihost && !suspended && mmp_fail_intervals &&
650                     (gethrtime() - mmp->mmp_last_write) > mmp_fail_ns) {
651                         zfs_dbgmsg("MMP suspending pool '%s': gethrtime %llu "
652                             "mmp_last_write %llu mmp_interval %llu "
653                             "mmp_fail_intervals %llu mmp_fail_ns %llu",
654                             spa_name(spa), (u_longlong_t)gethrtime(),
655                             (u_longlong_t)mmp->mmp_last_write,
656                             (u_longlong_t)mmp_interval,
657                             (u_longlong_t)mmp_fail_intervals,
658                             (u_longlong_t)mmp_fail_ns);
659                         cmn_err(CE_WARN, "MMP writes to pool '%s' have not "
660                             "succeeded in over %llu ms; suspending pool. "
661                             "Hrtime %llu",
662                             spa_name(spa),
663                             NSEC2MSEC(gethrtime() - mmp->mmp_last_write),
664                             gethrtime());
665                         zio_suspend(spa, NULL, ZIO_SUSPEND_MMP);
666                 }
667
668                 if (multihost && !suspended)
669                         mmp_write_uberblock(spa);
670
671                 if (skip_wait > 0) {
672                         next_time = gethrtime() + MSEC2NSEC(MMP_MIN_INTERVAL) /
673                             leaves;
674                         skip_wait--;
675                 }
676
677                 CALLB_CPR_SAFE_BEGIN(&cpr);
678                 (void) cv_timedwait_idle_hires(&mmp->mmp_thread_cv,
679                     &mmp->mmp_thread_lock, next_time, USEC2NSEC(100),
680                     CALLOUT_FLAG_ABSOLUTE);
681                 CALLB_CPR_SAFE_END(&cpr, &mmp->mmp_thread_lock);
682         }
683
684         /* Outstanding writes are allowed to complete. */
685         zio_wait(mmp->mmp_zio_root);
686
687         mmp->mmp_zio_root = NULL;
688         mmp_thread_exit(mmp, &mmp->mmp_thread, &cpr);
689 }
690
691 /*
692  * Signal the MMP thread to wake it, when it is sleeping on
693  * its cv.  Used when some module parameter has changed and
694  * we want the thread to know about it.
695  * Only signal if the pool is active and mmp thread is
696  * running, otherwise there is no thread to wake.
697  */
698 static void
699 mmp_signal_thread(spa_t *spa)
700 {
701         mmp_thread_t *mmp = &spa->spa_mmp;
702
703         mutex_enter(&mmp->mmp_thread_lock);
704         if (mmp->mmp_thread)
705                 cv_broadcast(&mmp->mmp_thread_cv);
706         mutex_exit(&mmp->mmp_thread_lock);
707 }
708
709 void
710 mmp_signal_all_threads(void)
711 {
712         spa_t *spa = NULL;
713
714         mutex_enter(&spa_namespace_lock);
715         while ((spa = spa_next(spa))) {
716                 if (spa->spa_state == POOL_STATE_ACTIVE)
717                         mmp_signal_thread(spa);
718         }
719         mutex_exit(&spa_namespace_lock);
720 }
721
722 /* BEGIN CSTYLED */
723 ZFS_MODULE_PARAM_CALL(zfs_multihost, zfs_multihost_, interval,
724         param_set_multihost_interval, param_get_ulong, ZMOD_RW,
725         "Milliseconds between mmp writes to each leaf");
726 /* END CSTYLED */
727
728 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_multihost, zfs_multihost_, fail_intervals, UINT, ZMOD_RW,
729         "Max allowed period without a successful mmp write");
730
731 ZFS_MODULE_PARAM(zfs_multihost, zfs_multihost_, import_intervals, UINT, ZMOD_RW,
732         "Number of zfs_multihost_interval periods to wait for activity");