Documentation/md.txt

   1 Tools that manage md devices can be found at
   2    http://www.kernel.org/pub/linux/utils/raid/
   3
   4
   5 Boot time assembly of RAID arrays
   6 ---------------------------------
   7
   8 You can boot with your md device with the following kernel command
   9 lines:
  10
  11 for old raid arrays without persistent superblocks:
  12   md=<md device no.>,<raid level>,<chunk size factor>,<fault level>,dev0,dev1,...,devn
  13
  14 for raid arrays with persistent superblocks
  15   md=<md device no.>,dev0,dev1,...,devn
  16 or, to assemble a partitionable array:
  17   md=d<md device no.>,dev0,dev1,...,devn
  18
  19 md device no. = the number of the md device ...
  20               0 means md0,
  21               1 md1,
  22               2 md2,
  23               3 md3,
  24               4 md4
  25
  26 raid level = -1 linear mode
  27               0 striped mode
  28               other modes are only supported with persistent super blocks
  29
  30 chunk size factor = (raid-0 and raid-1 only)
  31               Set  the chunk size as 4k << n.
  32
  33 fault level = totally ignored
  34
  35 dev0-devn: e.g. /dev/hda1,/dev/hdc1,/dev/sda1,/dev/sdb1
  36
  37 A possible loadlin line (Harald Hoyer <HarryH@Royal.Net>)  looks like this:
  38
  39 e:\loadlin\loadlin e:\zimage root=/dev/md0 md=0,0,4,0,/dev/hdb2,/dev/hdc3 ro
  40
  41
  42 Boot time autodetection of RAID arrays
  43 --------------------------------------
  44
  45 When md is compiled into the kernel (not as module), partitions of
  46 type 0xfd are scanned and automatically assembled into RAID arrays.
  47 This autodetection may be suppressed with the kernel parameter
  48 "raid=noautodetect".  As of kernel 2.6.9, only drives with a type 0
  49 superblock can be autodetected and run at boot time.
  50
  51 The kernel parameter "raid=partitionable" (or "raid=part") means
  52 that all auto-detected arrays are assembled as partitionable.
  53
  54 Boot time assembly of degraded/dirty arrays
  55 -------------------------------------------
  56
  57 If a raid5 or raid6 array is both dirty and degraded, it could have
  58 undetectable data corruption.  This is because the fact that it is
  59 'dirty' means that the parity cannot be trusted, and the fact that it
  60 is degraded means that some datablocks are missing and cannot reliably
  61 be reconstructed (due to no parity).
  62
  63 For this reason, md will normally refuse to start such an array.  This
  64 requires the sysadmin to take action to explicitly start the array
  65 despite possible corruption.  This is normally done with
  66    mdadm --assemble --force ....
  67
  68 This option is not really available if the array has the root
  69 filesystem on it.  In order to support this booting from such an
  70 array, md supports a module parameter "start_dirty_degraded" which,
  71 when set to 1, bypassed the checks and will allows dirty degraded
  72 arrays to be started.
  73
  74 So, to boot with a root filesystem of a dirty degraded raid[56], use
  75
  76    md-mod.start_dirty_degraded=1
  77
  78
  79 Superblock formats
  80 ------------------
  81
  82 The md driver can support a variety of different superblock formats.
  83 Currently, it supports superblock formats "0.90.0" and the "md-1" format
  84 introduced in the 2.5 development series.
  85
  86 The kernel will autodetect which format superblock is being used.
  87
  88 Superblock format '0' is treated differently to others for legacy
  89 reasons - it is the original superblock format.
  90
  91
  92 General Rules - apply for all superblock formats
  93 ------------------------------------------------
  94
  95 An array is 'created' by writing appropriate superblocks to all
  96 devices.
  97
  98 It is 'assembled' by associating each of these devices with an
  99 particular md virtual device.  Once it is completely assembled, it can
 100 be accessed.
 101
 102 An array should be created by a user-space tool.  This will write
 103 superblocks to all devices.  It will usually mark the array as
 104 'unclean', or with some devices missing so that the kernel md driver
 105 can create appropriate redundancy (copying in raid1, parity
 106 calculation in raid4/5).
 107
 108 When an array is assembled, it is first initialized with the
 109 SET_ARRAY_INFO ioctl.  This contains, in particular, a major and minor
 110 version number.  The major version number selects which superblock
 111 format is to be used.  The minor number might be used to tune handling
 112 of the format, such as suggesting where on each device to look for the
 113 superblock.
 114
 115 Then each device is added using the ADD_NEW_DISK ioctl.  This
 116 provides, in particular, a major and minor number identifying the
 117 device to add.
 118
 119 The array is started with the RUN_ARRAY ioctl.
 120
 121 Once started, new devices can be added.  They should have an
 122 appropriate superblock written to them, and then passed be in with
 123 ADD_NEW_DISK.
 124
 125 Devices that have failed or are not yet active can be detached from an
 126 array using HOT_REMOVE_DISK.
 127
 128
 129 Specific Rules that apply to format-0 super block arrays, and
 130        arrays with no superblock (non-persistent).
 131 -------------------------------------------------------------
 132
 133 An array can be 'created' by describing the array (level, chunksize
 134 etc) in a SET_ARRAY_INFO ioctl.  This must has major_version==0 and
 135 raid_disks != 0.
 136
 137 Then uninitialized devices can be added with ADD_NEW_DISK.  The
 138 structure passed to ADD_NEW_DISK must specify the state of the device
 139 and its role in the array.
 140
 141 Once started with RUN_ARRAY, uninitialized spares can be added with
 142 HOT_ADD_DISK.
 143
 144
 145
 146 MD devices in sysfs
 147 -------------------
 148 md devices appear in sysfs (/sys) as regular block devices,
 149 e.g.
 150    /sys/block/md0
 151
 152 Each 'md' device will contain a subdirectory called 'md' which
 153 contains further md-specific information about the device.
 154
 155 All md devices contain:
 156   level
 157      a text file indicating the 'raid level'. e.g. raid0, raid1,
 158      raid5, linear, multipath, faulty.
 159      If no raid level has been set yet (array is still being
 160      assembled), the value will reflect whatever has been written
 161      to it, which may be a name like the above, or may be a number
 162      such as '0', '5', etc.
 163
 164   raid_disks
 165      a text file with a simple number indicating the number of devices
 166      in a fully functional array.  If this is not yet known, the file
 167      will be empty.  If an array is being resized this will contain
 168      the new number of devices.
 169      Some raid levels allow this value to be set while the array is
 170      active.  This will reconfigure the array.   Otherwise it can only
 171      be set while assembling an array.
 172      A change to this attribute will not be permitted if it would
 173      reduce the size of the array.  To reduce the number of drives
 174      in an e.g. raid5, the array size must first be reduced by
 175      setting the 'array_size' attribute.
 176
 177   chunk_size
 178      This is the size in bytes for 'chunks' and is only relevant to
 179      raid levels that involve striping (0,4,5,6,10). The address space
 180      of the array is conceptually divided into chunks and consecutive
 181      chunks are striped onto neighbouring devices.
 182      The size should be at least PAGE_SIZE (4k) and should be a power
 183      of 2.  This can only be set while assembling an array
 184
 185   layout
 186      The "layout" for the array for the particular level.  This is
 187      simply a number that is interpretted differently by different
 188      levels.  It can be written while assembling an array.
 189
 190   array_size
 191      This can be used to artificially constrain the available space in
 192      the array to be less than is actually available on the combined
 193      devices.  Writing a number (in Kilobytes) which is less than
 194      the available size will set the size.  Any reconfiguration of the
 195      array (e.g. adding devices) will not cause the size to change.
 196      Writing the word 'default' will cause the effective size of the
 197      array to be whatever size is actually available based on
 198      'level', 'chunk_size' and 'component_size'.
 199
 200      This can be used to reduce the size of the array before reducing
 201      the number of devices in a raid4/5/6, or to support external
 202      metadata formats which mandate such clipping.
 203
 204   reshape_position
 205      This is either "none" or a sector number within the devices of
 206      the array where "reshape" is up to.  If this is set, the three
 207      attributes mentioned above (raid_disks, chunk_size, layout) can
 208      potentially have 2 values, an old and a new value.  If these
 209      values differ, reading the attribute returns
 210         new (old)
 211      and writing will effect the 'new' value, leaving the 'old'
 212      unchanged.
 213
 214   component_size
 215      For arrays with data redundancy (i.e. not raid0, linear, faulty,
 216      multipath), all components must be the same size - or at least
 217      there must a size that they all provide space for.  This is a key
 218      part or the geometry of the array.  It is measured in sectors
 219      and can be read from here.  Writing to this value may resize
 220      the array if the personality supports it (raid1, raid5, raid6),
 221      and if the component drives are large enough.
 222
 223   metadata_version
 224      This indicates the format that is being used to record metadata
 225      about the array.  It can be 0.90 (traditional format), 1.0, 1.1,
 226      1.2 (newer format in varying locations) or "none" indicating that
 227      the kernel isn't managing metadata at all.
 228      Alternately it can be "external:" followed by a string which
 229      is set by user-space.  This indicates that metadata is managed
 230      by a user-space program.  Any device failure or other event that
 231      requires a metadata update will cause array activity to be
 232      suspended until the event is acknowledged.
 233
 234   resync_start
 235      The point at which resync should start.  If no resync is needed,
 236      this will be a very large number (or 'none' since 2.6.30-rc1).  At
 237      array creation it will default to 0, though starting the array as
 238      'clean' will set it much larger.
 239
 240    new_dev
 241      This file can be written but not read.  The value written should
 242      be a block device number as major:minor.  e.g. 8:0
 243      This will cause that device to be attached to the array, if it is
 244      available.  It will then appear at md/dev-XXX (depending on the
 245      name of the device) and further configuration is then possible.
 246
 247    safe_mode_delay
 248      When an md array has seen no write requests for a certain period
 249      of time, it will be marked as 'clean'.  When another write
 250      request arrives, the array is marked as 'dirty' before the write
 251      commences.  This is known as 'safe_mode'.
 252      The 'certain period' is controlled by this file which stores the
 253      period as a number of seconds.  The default is 200msec (0.200).
 254      Writing a value of 0 disables safemode.
 255
 256    array_state
 257      This file contains a single word which describes the current
 258      state of the array.  In many cases, the state can be set by
 259      writing the word for the desired state, however some states
 260      cannot be explicitly set, and some transitions are not allowed.
 261
 262      Select/poll works on this file.  All changes except between
 263         active_idle and active (which can be frequent and are not
 264         very interesting) are notified.  active->active_idle is
 265         reported if the metadata is externally managed.
 266
 267      clear
 268          No devices, no size, no level
 269          Writing is equivalent to STOP_ARRAY ioctl
 270      inactive
 271          May have some settings, but array is not active
 272             all IO results in error
 273          When written, doesn't tear down array, but just stops it
 274      suspended (not supported yet)
 275          All IO requests will block. The array can be reconfigured.
 276          Writing this, if accepted, will block until array is quiessent
 277      readonly
 278          no resync can happen.  no superblocks get written.
 279          write requests fail
 280      read-auto
 281          like readonly, but behaves like 'clean' on a write request.
 282
 283      clean - no pending writes, but otherwise active.
 284          When written to inactive array, starts without resync
 285          If a write request arrives then
 286            if metadata is known, mark 'dirty' and switch to 'active'.
 287            if not known, block and switch to write-pending
 288          If written to an active array that has pending writes, then fails.
 289      active
 290          fully active: IO and resync can be happening.
 291          When written to inactive array, starts with resync
 292
 293      write-pending
 294          clean, but writes are blocked waiting for 'active' to be written.
 295
 296      active-idle
 297          like active, but no writes have been seen for a while (safe_mode_delay).
 298
 299   bitmap/location
 300      This indicates where the write-intent bitmap for the array is
 301      stored.
 302      It can be one of "none", "file" or "[+-]N".
 303      "file" may later be extended to "file:/file/name"
 304      "[+-]N" means that many sectors from the start of the metadata.
 305        This is replicated on all devices.  For arrays with externally
 306        managed metadata, the offset is from the beginning of the
 307        device.
 308   bitmap/chunksize
 309      The size, in bytes, of the chunk which will be represented by a
 310      single bit.  For RAID456, it is a portion of an individual
 311      device. For RAID10, it is a portion of the array.  For RAID1, it
 312      is both (they come to the same thing).
 313   bitmap/time_base
 314      The time, in seconds, between looking for bits in the bitmap to
 315      be cleared. In the current implementation, a bit will be cleared
 316      between 2 and 3 times "time_base" after all the covered blocks
 317      are known to be in-sync.
 318   bitmap/backlog
 319      When write-mostly devices are active in a RAID1, write requests
 320      to those devices proceed in the background - the filesystem (or
 321      other user of the device) does not have to wait for them.
 322      'backlog' sets a limit on the number of concurrent background
 323      writes.  If there are more than this, new writes will by
 324      synchronous.
 325   bitmap/metadata
 326      This can be either 'internal' or 'external'.
 327      'internal' is the default and means the metadata for the bitmap
 328      is stored in the first 256 bytes of the allocated space and is
 329      managed by the md module.
 330      'external' means that bitmap metadata is managed externally to
 331      the kernel (i.e. by some userspace program)
 332   bitmap/can_clear
 333      This is either 'true' or 'false'.  If 'true', then bits in the
 334      bitmap will be cleared when the corresponding blocks are thought
 335      to be in-sync.  If 'false', bits will never be cleared.
 336      This is automatically set to 'false' if a write happens on a
 337      degraded array, or if the array becomes degraded during a write.
 338      When metadata is managed externally, it should be set to true
 339      once the array becomes non-degraded, and this fact has been
 340      recorded in the metadata.
 341
 342
 343
 344
 345 As component devices are added to an md array, they appear in the 'md'
 346 directory as new directories named
 347       dev-XXX
 348 where XXX is a name that the kernel knows for the device, e.g. hdb1.
 349 Each directory contains:
 350
 351       block
 352         a symlink to the block device in /sys/block, e.g.
 353              /sys/block/md0/md/dev-hdb1/block -> ../../../../block/hdb/hdb1
 354
 355       super
 356         A file containing an image of the superblock read from, or
 357         written to, that device.
 358
 359       state
 360         A file recording the current state of the device in the array
 361         which can be a comma separated list of
 362               faulty   - device has been kicked from active use due to
 363                          a detected fault or it has unacknowledged bad
 364                          blocks
 365               in_sync  - device is a fully in-sync member of the array
 366               writemostly - device will only be subject to read
 367                          requests if there are no other options.
 368                          This applies only to raid1 arrays.
 369               blocked  - device has failed, and the failure hasn't been
 370                          acknowledged yet by the metadata handler.
 371                          Writes that would write to this device if
 372                          it were not faulty are blocked.
 373               spare    - device is working, but not a full member.
 374                          This includes spares that are in the process
 375                          of being recovered to
 376               write_error - device has ever seen a write error.
 377         This list may grow in future.
 378         This can be written to.
 379         Writing "faulty"  simulates a failure on the device.
 380         Writing "remove" removes the device from the array.
 381         Writing "writemostly" sets the writemostly flag.
 382         Writing "-writemostly" clears the writemostly flag.
 383         Writing "blocked" sets the "blocked" flag.
 384         Writing "-blocked" clears the "blocked" flags and allows writes
 385                 to complete and possibly simulates an error.
 386         Writing "in_sync" sets the in_sync flag.
 387         Writing "write_error" sets writeerrorseen flag.
 388         Writing "-write_error" clears writeerrorseen flag.
 389
 390         This file responds to select/poll. Any change to 'faulty'
 391         or 'blocked' causes an event.
 392
 393       errors
 394         An approximate count of read errors that have been detected on
 395         this device but have not caused the device to be evicted from
 396         the array (either because they were corrected or because they
 397         happened while the array was read-only).  When using version-1
 398         metadata, this value persists across restarts of the array.
 399
 400         This value can be written while assembling an array thus
 401         providing an ongoing count for arrays with metadata managed by
 402         userspace.
 403
 404       slot
 405         This gives the role that the device has in the array.  It will
 406         either be 'none' if the device is not active in the array
 407         (i.e. is a spare or has failed) or an integer less than the
 408         'raid_disks' number for the array indicating which position
 409         it currently fills.  This can only be set while assembling an
 410         array.  A device for which this is set is assumed to be working.
 411
 412       offset
 413         This gives the location in the device (in sectors from the
 414         start) where data from the array will be stored.  Any part of
 415         the device before this offset us not touched, unless it is
 416         used for storing metadata (Formats 1.1 and 1.2).
 417
 418       size
 419         The amount of the device, after the offset, that can be used
 420         for storage of data.  This will normally be the same as the
 421         component_size.  This can be written while assembling an
 422         array.  If a value less than the current component_size is
 423         written, it will be rejected.
 424
 425       recovery_start
 426         When the device is not 'in_sync', this records the number of
 427         sectors from the start of the device which are known to be
 428         correct.  This is normally zero, but during a recovery
 429         operation is will steadily increase, and if the recovery is
 430         interrupted, restoring this value can cause recovery to
 431         avoid repeating the earlier blocks.  With v1.x metadata, this
 432         value is saved and restored automatically.
 433
 434         This can be set whenever the device is not an active member of
 435         the array, either before the array is activated, or before
 436         the 'slot' is set.
 437
 438         Setting this to 'none' is equivalent to setting 'in_sync'.
 439         Setting to any other value also clears the 'in_sync' flag.
 440
 441       bad_blocks
 442         This gives the list of all known bad blocks in the form of
 443         start address and length (in sectors respectively). If output
 444         is too big to fit in a page, it will be truncated. Writing
 445         "sector length" to this file adds new acknowledged (i.e.
 446         recorded to disk safely) bad blocks.
 447
 448       unacknowledged_bad_blocks
 449         This gives the list of known-but-not-yet-saved-to-disk bad
 450         blocks in the same form of 'bad_blocks'. If output is too big
 451         to fit in a page, it will be truncated. Writing to this file
 452         adds bad blocks without acknowledging them. This is largely
 453         for testing.
 454
 455
 456
 457 An active md device will also contain and entry for each active device
 458 in the array.  These are named
 459
 460     rdNN
 461
 462 where 'NN' is the position in the array, starting from 0.
 463 So for a 3 drive array there will be rd0, rd1, rd2.
 464 These are symbolic links to the appropriate 'dev-XXX' entry.
 465 Thus, for example,
 466        cat /sys/block/md*/md/rd*/state
 467 will show 'in_sync' on every line.
 468
 469
 470
 471 Active md devices for levels that support data redundancy (1,4,5,6)
 472 also have
 473
 474    sync_action
 475      a text file that can be used to monitor and control the rebuild
 476      process.  It contains one word which can be one of:
 477        resync        - redundancy is being recalculated after unclean
 478                        shutdown or creation
 479        recover       - a hot spare is being built to replace a
 480                        failed/missing device
 481        idle          - nothing is happening
 482        check         - A full check of redundancy was requested and is
 483                        happening.  This reads all block and checks
 484                        them. A repair may also happen for some raid
 485                        levels.
 486        repair        - A full check and repair is happening.  This is
 487                        similar to 'resync', but was requested by the
 488                        user, and the write-intent bitmap is NOT used to
 489                        optimise the process.
 490
 491       This file is writable, and each of the strings that could be
 492       read are meaningful for writing.
 493
 494        'idle' will stop an active resync/recovery etc.  There is no
 495            guarantee that another resync/recovery may not be automatically
 496            started again, though some event will be needed to trigger
 497            this.
 498         'resync' or 'recovery' can be used to restart the
 499            corresponding operation if it was stopped with 'idle'.
 500         'check' and 'repair' will start the appropriate process
 501            providing the current state is 'idle'.
 502
 503       This file responds to select/poll.  Any important change in the value
 504       triggers a poll event.  Sometimes the value will briefly be
 505       "recover" if a recovery seems to be needed, but cannot be
 506       achieved. In that case, the transition to "recover" isn't
 507       notified, but the transition away is.
 508
 509    degraded
 510       This contains a count of the number of devices by which the
 511       arrays is degraded.  So an optimal array with show '0'.  A
 512       single failed/missing drive will show '1', etc.
 513       This file responds to select/poll, any increase or decrease
 514       in the count of missing devices will trigger an event.
 515
 516    mismatch_count
 517       When performing 'check' and 'repair', and possibly when
 518       performing 'resync', md will count the number of errors that are
 519       found.  The count in 'mismatch_cnt' is the number of sectors
 520       that were re-written, or (for 'check') would have been
 521       re-written.  As most raid levels work in units of pages rather
 522       than sectors, this my be larger than the number of actual errors
 523       by a factor of the number of sectors in a page.
 524
 525    bitmap_set_bits
 526       If the array has a write-intent bitmap, then writing to this
 527       attribute can set bits in the bitmap, indicating that a resync
 528       would need to check the corresponding blocks. Either individual
 529       numbers or start-end pairs can be written.  Multiple numbers
 530       can be separated by a space.
 531       Note that the numbers are 'bit' numbers, not 'block' numbers.
 532       They should be scaled by the bitmap_chunksize.
 533
 534    sync_speed_min
 535    sync_speed_max
 536      This are similar to /proc/sys/dev/raid/speed_limit_{min,max}
 537      however they only apply to the particular array.
 538      If no value has been written to these, of if the word 'system'
 539      is written, then the system-wide value is used.  If a value,
 540      in kibibytes-per-second is written, then it is used.
 541      When the files are read, they show the currently active value
 542      followed by "(local)" or "(system)" depending on whether it is
 543      a locally set or system-wide value.
 544
 545    sync_completed
 546      This shows the number of sectors that have been completed of
 547      whatever the current sync_action is, followed by the number of
 548      sectors in total that could need to be processed.  The two
 549      numbers are separated by a '/'  thus effectively showing one
 550      value, a fraction of the process that is complete.
 551      A 'select' on this attribute will return when resync completes,
 552      when it reaches the current sync_max (below) and possibly at
 553      other times.
 554
 555    sync_max
 556      This is a number of sectors at which point a resync/recovery
 557      process will pause.  When a resync is active, the value can
 558      only ever be increased, never decreased.  The value of 'max'
 559      effectively disables the limit.
 560
 561
 562    sync_speed
 563      This shows the current actual speed, in K/sec, of the current
 564      sync_action.  It is averaged over the last 30 seconds.
 565
 566    suspend_lo
 567    suspend_hi
 568      The two values, given as numbers of sectors, indicate a range
 569      within the array where IO will be blocked.  This is currently
 570      only supported for raid4/5/6.
 571
 572    sync_min
 573    sync_max
 574      The two values, given as numbers of sectors, indicate a range
 575      within the array where 'check'/'repair' will operate. Must be
 576      a multiple of chunk_size. When it reaches "sync_max" it will
 577      pause, rather than complete.
 578      You can use 'select' or 'poll' on "sync_completed" to wait for
 579      that number to reach sync_max.  Then you can either increase
 580      "sync_max", or can write 'idle' to "sync_action".
 581
 582
 583 Each active md device may also have attributes specific to the
 584 personality module that manages it.
 585 These are specific to the implementation of the module and could
 586 change substantially if the implementation changes.
 587
 588 These currently include
 589
 590   stripe_cache_size  (currently raid5 only)
 591       number of entries in the stripe cache.  This is writable, but
 592       there are upper and lower limits (32768, 16).  Default is 128.
 593   strip_cache_active (currently raid5 only)
 594       number of active entries in the stripe cache
 595   preread_bypass_threshold (currently raid5 only)
 596       number of times a stripe requiring preread will be bypassed by
 597       a stripe that does not require preread.  For fairness defaults
 598       to 1.  Setting this to 0 disables bypass accounting and
 599       requires preread stripes to wait until all full-width stripe-
 600       writes are complete.  Valid values are 0 to stripe_cache_size.