Documentation/md.txt

   1 Tools that manage md devices can be found at
   2    http://www.<country>.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 it's 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 (not currently
 168      possible) this will contain the larger of the old and new sizes.
 169      Some raid level (RAID1) allow this value to be set while the
 170      array is active.  This will reconfigure the array.   Otherwise
 171      it can only be set while assembling an array.
 172
 173   chunk_size
 174      This is the size if bytes for 'chunks' and is only relevant to
 175      raid levels that involve striping (1,4,5,6,10). The address space
 176      of the array is conceptually divided into chunks and consecutive
 177      chunks are striped onto neighbouring devices.
 178      The size should be at least PAGE_SIZE (4k) and should be a power
 179      of 2.  This can only be set while assembling an array
 180
 181   component_size
 182      For arrays with data redundancy (i.e. not raid0, linear, faulty,
 183      multipath), all components must be the same size - or at least
 184      there must a size that they all provide space for.  This is a key
 185      part or the geometry of the array.  It is measured in sectors
 186      and can be read from here.  Writing to this value may resize
 187      the array if the personality supports it (raid1, raid5, raid6),
 188      and if the component drives are large enough.
 189
 190   metadata_version
 191      This indicates the format that is being used to record metadata
 192      about the array.  It can be 0.90 (traditional format), 1.0, 1.1,
 193      1.2 (newer format in varying locations) or "none" indicating that
 194      the kernel isn't managing metadata at all.
 195
 196   layout
 197      The "layout" for the array for the particular level.  This is
 198      simply a number that is interpretted differently by different
 199      levels.  It can be written while assembling an array.
 200
 201   resync_start
 202      The point at which resync should start.  If no resync is needed,
 203      this will be a very large number.  At array creation it will
 204      default to 0, though starting the array as 'clean' will
 205      set it much larger.
 206
 207    new_dev
 208      This file can be written but not read.  The value written should
 209      be a block device number as major:minor.  e.g. 8:0
 210      This will cause that device to be attached to the array, if it is
 211      available.  It will then appear at md/dev-XXX (depending on the
 212      name of the device) and further configuration is then possible.
 213
 214    safe_mode_delay
 215      When an md array has seen no write requests for a certain period
 216      of time, it will be marked as 'clean'.  When another write
 217      request arrives, the array is marked as 'dirty' before the write
 218      commences.  This is known as 'safe_mode'.
 219      The 'certain period' is controlled by this file which stores the
 220      period as a number of seconds.  The default is 200msec (0.200).
 221      Writing a value of 0 disables safemode.
 222
 223    array_state
 224      This file contains a single word which describes the current
 225      state of the array.  In many cases, the state can be set by
 226      writing the word for the desired state, however some states
 227      cannot be explicitly set, and some transitions are not allowed.
 228
 229      clear
 230          No devices, no size, no level
 231          Writing is equivalent to STOP_ARRAY ioctl
 232      inactive
 233          May have some settings, but array is not active
 234             all IO results in error
 235          When written, doesn't tear down array, but just stops it
 236      suspended (not supported yet)
 237          All IO requests will block. The array can be reconfigured.
 238          Writing this, if accepted, will block until array is quiessent
 239      readonly
 240          no resync can happen.  no superblocks get written.
 241          write requests fail
 242      read-auto
 243          like readonly, but behaves like 'clean' on a write request.
 244
 245      clean - no pending writes, but otherwise active.
 246          When written to inactive array, starts without resync
 247          If a write request arrives then
 248            if metadata is known, mark 'dirty' and switch to 'active'.
 249            if not known, block and switch to write-pending
 250          If written to an active array that has pending writes, then fails.
 251      active
 252          fully active: IO and resync can be happening.
 253          When written to inactive array, starts with resync
 254
 255      write-pending
 256          clean, but writes are blocked waiting for 'active' to be written.
 257
 258      active-idle
 259          like active, but no writes have been seen for a while (safe_mode_delay).
 260
 261
 262    sync_speed_min
 263    sync_speed_max
 264      This are similar to /proc/sys/dev/raid/speed_limit_{min,max}
 265      however they only apply to the particular array.
 266      If no value has been written to these, of if the word 'system'
 267      is written, then the system-wide value is used.  If a value,
 268      in kibibytes-per-second is written, then it is used.
 269      When the files are read, they show the currently active value
 270      followed by "(local)" or "(system)" depending on whether it is
 271      a locally set or system-wide value.
 272
 273    sync_completed
 274      This shows the number of sectors that have been completed of
 275      whatever the current sync_action is, followed by the number of
 276      sectors in total that could need to be processed.  The two
 277      numbers are separated by a '/'  thus effectively showing one
 278      value, a fraction of the process that is complete.
 279
 280    sync_speed
 281      This shows the current actual speed, in K/sec, of the current
 282      sync_action.  It is averaged over the last 30 seconds.
 283
 284
 285 As component devices are added to an md array, they appear in the 'md'
 286 directory as new directories named
 287       dev-XXX
 288 where XXX is a name that the kernel knows for the device, e.g. hdb1.
 289 Each directory contains:
 290
 291       block
 292         a symlink to the block device in /sys/block, e.g.
 293              /sys/block/md0/md/dev-hdb1/block -> ../../../../block/hdb/hdb1
 294
 295       super
 296         A file containing an image of the superblock read from, or
 297         written to, that device.
 298
 299       state
 300         A file recording the current state of the device in the array
 301         which can be a comma separated list of
 302               faulty   - device has been kicked from active use due to
 303                          a detected fault
 304               in_sync  - device is a fully in-sync member of the array
 305               writemostly - device will only be subject to read
 306                          requests if there are no other options.
 307                          This applies only to raid1 arrays.
 308               spare    - device is working, but not a full member.
 309                          This includes spares that are in the process
 310                          of being recovered to
 311         This list may grow in future.
 312         This can be written to.
 313         Writing "faulty"  simulates a failure on the device.
 314         Writing "remove" removes the device from the array.
 315         Writing "writemostly" sets the writemostly flag.
 316         Writing "-writemostly" clears the writemostly flag.
 317
 318       errors
 319         An approximate count of read errors that have been detected on
 320         this device but have not caused the device to be evicted from
 321         the array (either because they were corrected or because they
 322         happened while the array was read-only).  When using version-1
 323         metadata, this value persists across restarts of the array.
 324
 325         This value can be written while assembling an array thus
 326         providing an ongoing count for arrays with metadata managed by
 327         userspace.
 328
 329       slot
 330         This gives the role that the device has in the array.  It will
 331         either be 'none' if the device is not active in the array
 332         (i.e. is a spare or has failed) or an integer less than the
 333         'raid_disks' number for the array indicating which position
 334         it currently fills.  This can only be set while assembling an
 335         array.  A device for which this is set is assumed to be working.
 336
 337       offset
 338         This gives the location in the device (in sectors from the
 339         start) where data from the array will be stored.  Any part of
 340         the device before this offset us not touched, unless it is
 341         used for storing metadata (Formats 1.1 and 1.2).
 342
 343       size
 344         The amount of the device, after the offset, that can be used
 345         for storage of data.  This will normally be the same as the
 346         component_size.  This can be written while assembling an
 347         array.  If a value less than the current component_size is
 348         written, component_size will be reduced to this value.
 349
 350
 351 An active md device will also contain and entry for each active device
 352 in the array.  These are named
 353
 354     rdNN
 355
 356 where 'NN' is the position in the array, starting from 0.
 357 So for a 3 drive array there will be rd0, rd1, rd2.
 358 These are symbolic links to the appropriate 'dev-XXX' entry.
 359 Thus, for example,
 360        cat /sys/block/md*/md/rd*/state
 361 will show 'in_sync' on every line.
 362
 363
 364
 365 Active md devices for levels that support data redundancy (1,4,5,6)
 366 also have
 367
 368    sync_action
 369      a text file that can be used to monitor and control the rebuild
 370      process.  It contains one word which can be one of:
 371        resync        - redundancy is being recalculated after unclean
 372                        shutdown or creation
 373        recover       - a hot spare is being built to replace a
 374                        failed/missing device
 375        idle          - nothing is happening
 376        check         - A full check of redundancy was requested and is
 377                        happening.  This reads all block and checks
 378                        them. A repair may also happen for some raid
 379                        levels.
 380        repair        - A full check and repair is happening.  This is
 381                        similar to 'resync', but was requested by the
 382                        user, and the write-intent bitmap is NOT used to
 383                        optimise the process.
 384
 385       This file is writable, and each of the strings that could be
 386       read are meaningful for writing.
 387
 388        'idle' will stop an active resync/recovery etc.  There is no
 389            guarantee that another resync/recovery may not be automatically
 390            started again, though some event will be needed to trigger
 391            this.
 392         'resync' or 'recovery' can be used to restart the
 393            corresponding operation if it was stopped with 'idle'.
 394         'check' and 'repair' will start the appropriate process
 395            providing the current state is 'idle'.
 396
 397    mismatch_count
 398       When performing 'check' and 'repair', and possibly when
 399       performing 'resync', md will count the number of errors that are
 400       found.  The count in 'mismatch_cnt' is the number of sectors
 401       that were re-written, or (for 'check') would have been
 402       re-written.  As most raid levels work in units of pages rather
 403       than sectors, this my be larger than the number of actual errors
 404       by a factor of the number of sectors in a page.
 405
 406    bitmap_set_bits
 407       If the array has a write-intent bitmap, then writing to this
 408       attribute can set bits in the bitmap, indicating that a resync
 409       would need to check the corresponding blocks. Either individual
 410       numbers or start-end pairs can be written.  Multiple numbers
 411       can be separated by a space.
 412       Note that the numbers are 'bit' numbers, not 'block' numbers.
 413       They should be scaled by the bitmap_chunksize.
 414
 415 Each active md device may also have attributes specific to the
 416 personality module that manages it.
 417 These are specific to the implementation of the module and could
 418 change substantially if the implementation changes.
 419
 420 These currently include
 421
 422   stripe_cache_size  (currently raid5 only)
 423       number of entries in the stripe cache.  This is writable, but
 424       there are upper and lower limits (32768, 16).  Default is 128.
 425   strip_cache_active (currently raid5 only)
 426       number of active entries in the stripe cache