Linux 4.15.6
[linux/fpc-iii.git] / Documentation / admin-guide / md.rst
blob84de718f24a469ee455b6e5e3aab5b6608f3f1dc
1 RAID arrays
2 ===========
4 Boot time assembly of RAID arrays
5 ---------------------------------
7 Tools that manage md devices can be found at
8    http://www.kernel.org/pub/linux/utils/raid/
11 You can boot with your md device with the following kernel command
12 lines:
14 for old raid arrays without persistent superblocks::
16   md=<md device no.>,<raid level>,<chunk size factor>,<fault level>,dev0,dev1,...,devn
18 for raid arrays with persistent superblocks::
20   md=<md device no.>,dev0,dev1,...,devn
22 or, to assemble a partitionable array::
24   md=d<md device no.>,dev0,dev1,...,devn
26 ``md device no.``
27 +++++++++++++++++
29 The number of the md device
31 ================= =========
32 ``md device no.`` device
33 ================= =========
34               0         md0
35               1         md1
36               2         md2
37               3         md3
38               4         md4
39 ================= =========
41 ``raid level``
42 ++++++++++++++
44 level of the RAID array
46 =============== =============
47 ``raid level``  level
48 =============== =============
49 -1              linear mode
50 0               striped mode
51 =============== =============
53 other modes are only supported with persistent super blocks
55 ``chunk size factor``
56 +++++++++++++++++++++
58 (raid-0 and raid-1 only)
60 Set  the chunk size as 4k << n.
62 ``fault level``
63 +++++++++++++++
65 Totally ignored
67 ``dev0`` to ``devn``
68 ++++++++++++++++++++
70 e.g. ``/dev/hda1``, ``/dev/hdc1``, ``/dev/sda1``, ``/dev/sdb1``
72 A possible loadlin line (Harald Hoyer <HarryH@Royal.Net>)  looks like this::
74         e:\loadlin\loadlin e:\zimage root=/dev/md0 md=0,0,4,0,/dev/hdb2,/dev/hdc3 ro
77 Boot time autodetection of RAID arrays
78 --------------------------------------
80 When md is compiled into the kernel (not as module), partitions of
81 type 0xfd are scanned and automatically assembled into RAID arrays.
82 This autodetection may be suppressed with the kernel parameter
83 ``raid=noautodetect``.  As of kernel 2.6.9, only drives with a type 0
84 superblock can be autodetected and run at boot time.
86 The kernel parameter ``raid=partitionable`` (or ``raid=part``) means
87 that all auto-detected arrays are assembled as partitionable.
89 Boot time assembly of degraded/dirty arrays
90 -------------------------------------------
92 If a raid5 or raid6 array is both dirty and degraded, it could have
93 undetectable data corruption.  This is because the fact that it is
94 ``dirty`` means that the parity cannot be trusted, and the fact that it
95 is degraded means that some datablocks are missing and cannot reliably
96 be reconstructed (due to no parity).
98 For this reason, md will normally refuse to start such an array.  This
99 requires the sysadmin to take action to explicitly start the array
100 despite possible corruption.  This is normally done with::
102    mdadm --assemble --force ....
104 This option is not really available if the array has the root
105 filesystem on it.  In order to support this booting from such an
106 array, md supports a module parameter ``start_dirty_degraded`` which,
107 when set to 1, bypassed the checks and will allows dirty degraded
108 arrays to be started.
110 So, to boot with a root filesystem of a dirty degraded raid 5 or 6, use::
112    md-mod.start_dirty_degraded=1
115 Superblock formats
116 ------------------
118 The md driver can support a variety of different superblock formats.
119 Currently, it supports superblock formats ``0.90.0`` and the ``md-1`` format
120 introduced in the 2.5 development series.
122 The kernel will autodetect which format superblock is being used.
124 Superblock format ``0`` is treated differently to others for legacy
125 reasons - it is the original superblock format.
128 General Rules - apply for all superblock formats
129 ------------------------------------------------
131 An array is ``created`` by writing appropriate superblocks to all
132 devices.
134 It is ``assembled`` by associating each of these devices with an
135 particular md virtual device.  Once it is completely assembled, it can
136 be accessed.
138 An array should be created by a user-space tool.  This will write
139 superblocks to all devices.  It will usually mark the array as
140 ``unclean``, or with some devices missing so that the kernel md driver
141 can create appropriate redundancy (copying in raid 1, parity
142 calculation in raid 4/5).
144 When an array is assembled, it is first initialized with the
145 SET_ARRAY_INFO ioctl.  This contains, in particular, a major and minor
146 version number.  The major version number selects which superblock
147 format is to be used.  The minor number might be used to tune handling
148 of the format, such as suggesting where on each device to look for the
149 superblock.
151 Then each device is added using the ADD_NEW_DISK ioctl.  This
152 provides, in particular, a major and minor number identifying the
153 device to add.
155 The array is started with the RUN_ARRAY ioctl.
157 Once started, new devices can be added.  They should have an
158 appropriate superblock written to them, and then be passed in with
159 ADD_NEW_DISK.
161 Devices that have failed or are not yet active can be detached from an
162 array using HOT_REMOVE_DISK.
165 Specific Rules that apply to format-0 super block arrays, and arrays with no superblock (non-persistent)
166 --------------------------------------------------------------------------------------------------------
168 An array can be ``created`` by describing the array (level, chunksize
169 etc) in a SET_ARRAY_INFO ioctl.  This must have ``major_version==0`` and
170 ``raid_disks != 0``.
172 Then uninitialized devices can be added with ADD_NEW_DISK.  The
173 structure passed to ADD_NEW_DISK must specify the state of the device
174 and its role in the array.
176 Once started with RUN_ARRAY, uninitialized spares can be added with
177 HOT_ADD_DISK.
180 MD devices in sysfs
181 -------------------
183 md devices appear in sysfs (``/sys``) as regular block devices,
184 e.g.::
186    /sys/block/md0
188 Each ``md`` device will contain a subdirectory called ``md`` which
189 contains further md-specific information about the device.
191 All md devices contain:
193   level
194      a text file indicating the ``raid level``. e.g. raid0, raid1,
195      raid5, linear, multipath, faulty.
196      If no raid level has been set yet (array is still being
197      assembled), the value will reflect whatever has been written
198      to it, which may be a name like the above, or may be a number
199      such as ``0``, ``5``, etc.
201   raid_disks
202      a text file with a simple number indicating the number of devices
203      in a fully functional array.  If this is not yet known, the file
204      will be empty.  If an array is being resized this will contain
205      the new number of devices.
206      Some raid levels allow this value to be set while the array is
207      active.  This will reconfigure the array.   Otherwise it can only
208      be set while assembling an array.
209      A change to this attribute will not be permitted if it would
210      reduce the size of the array.  To reduce the number of drives
211      in an e.g. raid5, the array size must first be reduced by
212      setting the ``array_size`` attribute.
214   chunk_size
215      This is the size in bytes for ``chunks`` and is only relevant to
216      raid levels that involve striping (0,4,5,6,10). The address space
217      of the array is conceptually divided into chunks and consecutive
218      chunks are striped onto neighbouring devices.
219      The size should be at least PAGE_SIZE (4k) and should be a power
220      of 2.  This can only be set while assembling an array
222   layout
223      The ``layout`` for the array for the particular level.  This is
224      simply a number that is interpretted differently by different
225      levels.  It can be written while assembling an array.
227   array_size
228      This can be used to artificially constrain the available space in
229      the array to be less than is actually available on the combined
230      devices.  Writing a number (in Kilobytes) which is less than
231      the available size will set the size.  Any reconfiguration of the
232      array (e.g. adding devices) will not cause the size to change.
233      Writing the word ``default`` will cause the effective size of the
234      array to be whatever size is actually available based on
235      ``level``, ``chunk_size`` and ``component_size``.
237      This can be used to reduce the size of the array before reducing
238      the number of devices in a raid4/5/6, or to support external
239      metadata formats which mandate such clipping.
241   reshape_position
242      This is either ``none`` or a sector number within the devices of
243      the array where ``reshape`` is up to.  If this is set, the three
244      attributes mentioned above (raid_disks, chunk_size, layout) can
245      potentially have 2 values, an old and a new value.  If these
246      values differ, reading the attribute returns::
248         new (old)
250      and writing will effect the ``new`` value, leaving the ``old``
251      unchanged.
253   component_size
254      For arrays with data redundancy (i.e. not raid0, linear, faulty,
255      multipath), all components must be the same size - or at least
256      there must a size that they all provide space for.  This is a key
257      part or the geometry of the array.  It is measured in sectors
258      and can be read from here.  Writing to this value may resize
259      the array if the personality supports it (raid1, raid5, raid6),
260      and if the component drives are large enough.
262   metadata_version
263      This indicates the format that is being used to record metadata
264      about the array.  It can be 0.90 (traditional format), 1.0, 1.1,
265      1.2 (newer format in varying locations) or ``none`` indicating that
266      the kernel isn't managing metadata at all.
267      Alternately it can be ``external:`` followed by a string which
268      is set by user-space.  This indicates that metadata is managed
269      by a user-space program.  Any device failure or other event that
270      requires a metadata update will cause array activity to be
271      suspended until the event is acknowledged.
273   resync_start
274      The point at which resync should start.  If no resync is needed,
275      this will be a very large number (or ``none`` since 2.6.30-rc1).  At
276      array creation it will default to 0, though starting the array as
277      ``clean`` will set it much larger.
279   new_dev
280      This file can be written but not read.  The value written should
281      be a block device number as major:minor.  e.g. 8:0
282      This will cause that device to be attached to the array, if it is
283      available.  It will then appear at md/dev-XXX (depending on the
284      name of the device) and further configuration is then possible.
286   safe_mode_delay
287      When an md array has seen no write requests for a certain period
288      of time, it will be marked as ``clean``.  When another write
289      request arrives, the array is marked as ``dirty`` before the write
290      commences.  This is known as ``safe_mode``.
291      The ``certain period`` is controlled by this file which stores the
292      period as a number of seconds.  The default is 200msec (0.200).
293      Writing a value of 0 disables safemode.
295   array_state
296      This file contains a single word which describes the current
297      state of the array.  In many cases, the state can be set by
298      writing the word for the desired state, however some states
299      cannot be explicitly set, and some transitions are not allowed.
301      Select/poll works on this file.  All changes except between
302      Active_idle and active (which can be frequent and are not
303      very interesting) are notified.  active->active_idle is
304      reported if the metadata is externally managed.
306      clear
307          No devices, no size, no level
309          Writing is equivalent to STOP_ARRAY ioctl
311      inactive
312          May have some settings, but array is not active
313          all IO results in error
315          When written, doesn't tear down array, but just stops it
317      suspended (not supported yet)
318          All IO requests will block. The array can be reconfigured.
320          Writing this, if accepted, will block until array is quiessent
322      readonly
323          no resync can happen.  no superblocks get written.
325          Write requests fail
327      read-auto
328          like readonly, but behaves like ``clean`` on a write request.
330      clean
331          no pending writes, but otherwise active.
333          When written to inactive array, starts without resync
335          If a write request arrives then
336          if metadata is known, mark ``dirty`` and switch to ``active``.
337          if not known, block and switch to write-pending
339          If written to an active array that has pending writes, then fails.
340      active
341          fully active: IO and resync can be happening.
342          When written to inactive array, starts with resync
344      write-pending
345          clean, but writes are blocked waiting for ``active`` to be written.
347      active-idle
348          like active, but no writes have been seen for a while (safe_mode_delay).
350   bitmap/location
351      This indicates where the write-intent bitmap for the array is
352      stored.
354      It can be one of ``none``, ``file`` or ``[+-]N``.
355      ``file`` may later be extended to ``file:/file/name``
356      ``[+-]N`` means that many sectors from the start of the metadata.
358      This is replicated on all devices.  For arrays with externally
359      managed metadata, the offset is from the beginning of the
360      device.
362   bitmap/chunksize
363      The size, in bytes, of the chunk which will be represented by a
364      single bit.  For RAID456, it is a portion of an individual
365      device. For RAID10, it is a portion of the array.  For RAID1, it
366      is both (they come to the same thing).
368   bitmap/time_base
369      The time, in seconds, between looking for bits in the bitmap to
370      be cleared. In the current implementation, a bit will be cleared
371      between 2 and 3 times ``time_base`` after all the covered blocks
372      are known to be in-sync.
374   bitmap/backlog
375      When write-mostly devices are active in a RAID1, write requests
376      to those devices proceed in the background - the filesystem (or
377      other user of the device) does not have to wait for them.
378      ``backlog`` sets a limit on the number of concurrent background
379      writes.  If there are more than this, new writes will by
380      synchronous.
382   bitmap/metadata
383      This can be either ``internal`` or ``external``.
385      ``internal``
386        is the default and means the metadata for the bitmap
387        is stored in the first 256 bytes of the allocated space and is
388        managed by the md module.
390      ``external``
391        means that bitmap metadata is managed externally to
392        the kernel (i.e. by some userspace program)
394   bitmap/can_clear
395      This is either ``true`` or ``false``.  If ``true``, then bits in the
396      bitmap will be cleared when the corresponding blocks are thought
397      to be in-sync.  If ``false``, bits will never be cleared.
398      This is automatically set to ``false`` if a write happens on a
399      degraded array, or if the array becomes degraded during a write.
400      When metadata is managed externally, it should be set to true
401      once the array becomes non-degraded, and this fact has been
402      recorded in the metadata.
404   consistency_policy
405      This indicates how the array maintains consistency in case of unexpected
406      shutdown. It can be:
408      none
409        Array has no redundancy information, e.g. raid0, linear.
411      resync
412        Full resync is performed and all redundancy is regenerated when the
413        array is started after unclean shutdown.
415      bitmap
416        Resync assisted by a write-intent bitmap.
418      journal
419        For raid4/5/6, journal device is used to log transactions and replay
420        after unclean shutdown.
422      ppl
423        For raid5 only, Partial Parity Log is used to close the write hole and
424        eliminate resync.
426      The accepted values when writing to this file are ``ppl`` and ``resync``,
427      used to enable and disable PPL.
430 As component devices are added to an md array, they appear in the ``md``
431 directory as new directories named::
433       dev-XXX
435 where ``XXX`` is a name that the kernel knows for the device, e.g. hdb1.
436 Each directory contains:
438       block
439         a symlink to the block device in /sys/block, e.g.::
441              /sys/block/md0/md/dev-hdb1/block -> ../../../../block/hdb/hdb1
443       super
444         A file containing an image of the superblock read from, or
445         written to, that device.
447       state
448         A file recording the current state of the device in the array
449         which can be a comma separated list of:
451               faulty
452                         device has been kicked from active use due to
453                         a detected fault, or it has unacknowledged bad
454                         blocks
456               in_sync
457                         device is a fully in-sync member of the array
459               writemostly
460                         device will only be subject to read
461                         requests if there are no other options.
463                         This applies only to raid1 arrays.
465               blocked
466                         device has failed, and the failure hasn't been
467                         acknowledged yet by the metadata handler.
469                         Writes that would write to this device if
470                         it were not faulty are blocked.
472               spare
473                         device is working, but not a full member.
475                         This includes spares that are in the process
476                         of being recovered to
478               write_error
479                         device has ever seen a write error.
481               want_replacement
482                         device is (mostly) working but probably
483                         should be replaced, either due to errors or
484                         due to user request.
486               replacement
487                         device is a replacement for another active
488                         device with same raid_disk.
491         This list may grow in future.
493         This can be written to.
495         Writing ``faulty``  simulates a failure on the device.
497         Writing ``remove`` removes the device from the array.
499         Writing ``writemostly`` sets the writemostly flag.
501         Writing ``-writemostly`` clears the writemostly flag.
503         Writing ``blocked`` sets the ``blocked`` flag.
505         Writing ``-blocked`` clears the ``blocked`` flags and allows writes
506         to complete and possibly simulates an error.
508         Writing ``in_sync`` sets the in_sync flag.
510         Writing ``write_error`` sets writeerrorseen flag.
512         Writing ``-write_error`` clears writeerrorseen flag.
514         Writing ``want_replacement`` is allowed at any time except to a
515         replacement device or a spare.  It sets the flag.
517         Writing ``-want_replacement`` is allowed at any time.  It clears
518         the flag.
520         Writing ``replacement`` or ``-replacement`` is only allowed before
521         starting the array.  It sets or clears the flag.
524         This file responds to select/poll. Any change to ``faulty``
525         or ``blocked`` causes an event.
527       errors
528         An approximate count of read errors that have been detected on
529         this device but have not caused the device to be evicted from
530         the array (either because they were corrected or because they
531         happened while the array was read-only).  When using version-1
532         metadata, this value persists across restarts of the array.
534         This value can be written while assembling an array thus
535         providing an ongoing count for arrays with metadata managed by
536         userspace.
538       slot
539         This gives the role that the device has in the array.  It will
540         either be ``none`` if the device is not active in the array
541         (i.e. is a spare or has failed) or an integer less than the
542         ``raid_disks`` number for the array indicating which position
543         it currently fills.  This can only be set while assembling an
544         array.  A device for which this is set is assumed to be working.
546       offset
547         This gives the location in the device (in sectors from the
548         start) where data from the array will be stored.  Any part of
549         the device before this offset is not touched, unless it is
550         used for storing metadata (Formats 1.1 and 1.2).
552       size
553         The amount of the device, after the offset, that can be used
554         for storage of data.  This will normally be the same as the
555         component_size.  This can be written while assembling an
556         array.  If a value less than the current component_size is
557         written, it will be rejected.
559       recovery_start
560         When the device is not ``in_sync``, this records the number of
561         sectors from the start of the device which are known to be
562         correct.  This is normally zero, but during a recovery
563         operation it will steadily increase, and if the recovery is
564         interrupted, restoring this value can cause recovery to
565         avoid repeating the earlier blocks.  With v1.x metadata, this
566         value is saved and restored automatically.
568         This can be set whenever the device is not an active member of
569         the array, either before the array is activated, or before
570         the ``slot`` is set.
572         Setting this to ``none`` is equivalent to setting ``in_sync``.
573         Setting to any other value also clears the ``in_sync`` flag.
575       bad_blocks
576         This gives the list of all known bad blocks in the form of
577         start address and length (in sectors respectively). If output
578         is too big to fit in a page, it will be truncated. Writing
579         ``sector length`` to this file adds new acknowledged (i.e.
580         recorded to disk safely) bad blocks.
582       unacknowledged_bad_blocks
583         This gives the list of known-but-not-yet-saved-to-disk bad
584         blocks in the same form of ``bad_blocks``. If output is too big
585         to fit in a page, it will be truncated. Writing to this file
586         adds bad blocks without acknowledging them. This is largely
587         for testing.
589       ppl_sector, ppl_size
590         Location and size (in sectors) of the space used for Partial Parity Log
591         on this device.
594 An active md device will also contain an entry for each active device
595 in the array.  These are named::
597     rdNN
599 where ``NN`` is the position in the array, starting from 0.
600 So for a 3 drive array there will be rd0, rd1, rd2.
601 These are symbolic links to the appropriate ``dev-XXX`` entry.
602 Thus, for example::
604        cat /sys/block/md*/md/rd*/state
606 will show ``in_sync`` on every line.
610 Active md devices for levels that support data redundancy (1,4,5,6,10)
611 also have
613    sync_action
614      a text file that can be used to monitor and control the rebuild
615      process.  It contains one word which can be one of:
617        resync
618                 redundancy is being recalculated after unclean
619                 shutdown or creation
621        recover
622                 a hot spare is being built to replace a
623                 failed/missing device
625        idle
626                 nothing is happening
627        check
628                 A full check of redundancy was requested and is
629                 happening.  This reads all blocks and checks
630                 them. A repair may also happen for some raid
631                 levels.
633        repair
634                 A full check and repair is happening.  This is
635                 similar to ``resync``, but was requested by the
636                 user, and the write-intent bitmap is NOT used to
637                 optimise the process.
639       This file is writable, and each of the strings that could be
640       read are meaningful for writing.
642         ``idle`` will stop an active resync/recovery etc.  There is no
643         guarantee that another resync/recovery may not be automatically
644         started again, though some event will be needed to trigger
645         this.
647         ``resync`` or ``recovery`` can be used to restart the
648         corresponding operation if it was stopped with ``idle``.
650         ``check`` and ``repair`` will start the appropriate process
651         providing the current state is ``idle``.
653       This file responds to select/poll.  Any important change in the value
654       triggers a poll event.  Sometimes the value will briefly be
655       ``recover`` if a recovery seems to be needed, but cannot be
656       achieved. In that case, the transition to ``recover`` isn't
657       notified, but the transition away is.
659    degraded
660       This contains a count of the number of devices by which the
661       arrays is degraded.  So an optimal array will show ``0``.  A
662       single failed/missing drive will show ``1``, etc.
664       This file responds to select/poll, any increase or decrease
665       in the count of missing devices will trigger an event.
667    mismatch_count
668       When performing ``check`` and ``repair``, and possibly when
669       performing ``resync``, md will count the number of errors that are
670       found.  The count in ``mismatch_cnt`` is the number of sectors
671       that were re-written, or (for ``check``) would have been
672       re-written.  As most raid levels work in units of pages rather
673       than sectors, this may be larger than the number of actual errors
674       by a factor of the number of sectors in a page.
676    bitmap_set_bits
677       If the array has a write-intent bitmap, then writing to this
678       attribute can set bits in the bitmap, indicating that a resync
679       would need to check the corresponding blocks. Either individual
680       numbers or start-end pairs can be written.  Multiple numbers
681       can be separated by a space.
683       Note that the numbers are ``bit`` numbers, not ``block`` numbers.
684       They should be scaled by the bitmap_chunksize.
686    sync_speed_min, sync_speed_max
687      This are similar to ``/proc/sys/dev/raid/speed_limit_{min,max}``
688      however they only apply to the particular array.
690      If no value has been written to these, or if the word ``system``
691      is written, then the system-wide value is used.  If a value,
692      in kibibytes-per-second is written, then it is used.
694      When the files are read, they show the currently active value
695      followed by ``(local)`` or ``(system)`` depending on whether it is
696      a locally set or system-wide value.
698    sync_completed
699      This shows the number of sectors that have been completed of
700      whatever the current sync_action is, followed by the number of
701      sectors in total that could need to be processed.  The two
702      numbers are separated by a ``/``  thus effectively showing one
703      value, a fraction of the process that is complete.
705      A ``select`` on this attribute will return when resync completes,
706      when it reaches the current sync_max (below) and possibly at
707      other times.
709    sync_speed
710      This shows the current actual speed, in K/sec, of the current
711      sync_action.  It is averaged over the last 30 seconds.
713    suspend_lo, suspend_hi
714      The two values, given as numbers of sectors, indicate a range
715      within the array where IO will be blocked.  This is currently
716      only supported for raid4/5/6.
718    sync_min, sync_max
719      The two values, given as numbers of sectors, indicate a range
720      within the array where ``check``/``repair`` will operate. Must be
721      a multiple of chunk_size. When it reaches ``sync_max`` it will
722      pause, rather than complete.
723      You can use ``select`` or ``poll`` on ``sync_completed`` to wait for
724      that number to reach sync_max.  Then you can either increase
725      ``sync_max``, or can write ``idle`` to ``sync_action``.
727      The value of ``max`` for ``sync_max`` effectively disables the limit.
728      When a resync is active, the value can only ever be increased,
729      never decreased.
730      The value of ``0`` is the minimum for ``sync_min``.
734 Each active md device may also have attributes specific to the
735 personality module that manages it.
736 These are specific to the implementation of the module and could
737 change substantially if the implementation changes.
739 These currently include:
741   stripe_cache_size  (currently raid5 only)
742       number of entries in the stripe cache.  This is writable, but
743       there are upper and lower limits (32768, 17).  Default is 256.
745   strip_cache_active (currently raid5 only)
746       number of active entries in the stripe cache
748   preread_bypass_threshold (currently raid5 only)
749       number of times a stripe requiring preread will be bypassed by
750       a stripe that does not require preread.  For fairness defaults
751       to 1.  Setting this to 0 disables bypass accounting and
752       requires preread stripes to wait until all full-width stripe-
753       writes are complete.  Valid values are 0 to stripe_cache_size.
755   journal_mode (currently raid5 only)
756       The cache mode for raid5. raid5 could include an extra disk for
757       caching. The mode can be "write-throuth" and "write-back". The
758       default is "write-through".