git.sesse.net Git - bcachefs-tools-debian/blob - libbcachefs/migrate.c

   1 /*
   2  * Code for moving data off a device.
   3  */
   4
   5 #include "bcachefs.h"
   6 #include "btree_update.h"
   7 #include "buckets.h"
   8 #include "extents.h"
   9 #include "io.h"
  10 #include "journal.h"
  11 #include "keylist.h"
  12 #include "migrate.h"
  13 #include "move.h"
  14 #include "super-io.h"
  15
  16 static int issue_migration_move(struct bch_dev *ca,
  17                                 struct moving_context *ctxt,
  18                                 struct bkey_s_c k)
  19 {
  20         struct bch_fs *c = ca->fs;
  21         struct disk_reservation res;
  22         const struct bch_extent_ptr *ptr;
  23         int ret;
  24
  25         if (bch2_disk_reservation_get(c, &res, k.k->size, 0))
  26                 return -ENOSPC;
  27
  28         extent_for_each_ptr(bkey_s_c_to_extent(k), ptr)
  29                 if (ptr->dev == ca->dev_idx)
  30                         goto found;
  31
  32         BUG();
  33 found:
  34         /* XXX: we need to be doing something with the disk reservation */
  35
  36         ret = bch2_data_move(c, ctxt, &c->migration_write_point, k, ptr);
  37         if (ret)
  38                 bch2_disk_reservation_put(c, &res);
  39         return ret;
  40 }
  41
  42 #define MAX_DATA_OFF_ITER       10
  43
  44 /*
  45  * This moves only the data off, leaving the meta-data (if any) in place.
  46  * It walks the key space, and for any key with a valid pointer to the
  47  * relevant device, it copies it elsewhere, updating the key to point to
  48  * the copy.
  49  * The meta-data is moved off by bch_move_meta_data_off_device.
  50  *
  51  * Note: If the number of data replicas desired is > 1, ideally, any
  52  * new copies would not be made in the same device that already have a
  53  * copy (if there are enough devices).
  54  * This is _not_ currently implemented.  The multiple replicas can
  55  * land in the same device even if there are others available.
  56  */
  57
  58 int bch2_move_data_off_device(struct bch_dev *ca)
  59 {
  60         struct moving_context ctxt;
  61         struct bch_fs *c = ca->fs;
  62         struct bch_sb_field_members *mi;
  63         unsigned pass = 0;
  64         u64 seen_key_count;
  65         int ret = 0;
  66
  67         BUG_ON(ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_RW);
  68
  69         if (!ca->mi.has_data)
  70                 return 0;
  71
  72         bch2_move_ctxt_init(&ctxt, NULL, SECTORS_IN_FLIGHT_PER_DEVICE);
  73         ctxt.avoid = ca;
  74
  75         /*
  76          * In theory, only one pass should be necessary as we've
  77          * quiesced all writes before calling this.
  78          *
  79          * However, in practice, more than one pass may be necessary:
  80          * - Some move fails due to an error. We can can find this out
  81          *   from the moving_context.
  82          * - Some key swap failed because some of the pointers in the
  83          *   key in the tree changed due to caching behavior, btree gc
  84          *   pruning stale pointers, or tiering (if the device being
  85          *   removed is in tier 0).  A smarter bkey_cmpxchg would
  86          *   handle these cases.
  87          *
  88          * Thus this scans the tree one more time than strictly necessary,
  89          * but that can be viewed as a verification pass.
  90          */
  91
  92         do {
  93                 struct btree_iter iter;
  94                 struct bkey_s_c k;
  95
  96                 seen_key_count = 0;
  97                 atomic_set(&ctxt.error_count, 0);
  98                 atomic_set(&ctxt.error_flags, 0);
  99
 100                 bch2_btree_iter_init(&iter, c, BTREE_ID_EXTENTS, POS_MIN,
 101                                      BTREE_ITER_PREFETCH);
 102
 103                 while (!bch2_move_ctxt_wait(&ctxt) &&
 104                        (k = bch2_btree_iter_peek(&iter)).k &&
 105                        !(ret = btree_iter_err(k))) {
 106                         if (!bkey_extent_is_data(k.k) ||
 107                             !bch2_extent_has_device(bkey_s_c_to_extent(k),
 108                                                    ca->dev_idx))
 109                                 goto next;
 110
 111                         ret = issue_migration_move(ca, &ctxt, k);
 112                         if (ret == -ENOMEM) {
 113                                 bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 114
 115                                 /*
 116                                  * memory allocation failure, wait for some IO
 117                                  * to finish
 118                                  */
 119                                 bch2_move_ctxt_wait_for_io(&ctxt);
 120                                 continue;
 121                         }
 122                         if (ret == -ENOSPC)
 123                                 break;
 124                         BUG_ON(ret);
 125
 126                         seen_key_count++;
 127 next:
 128                         bch2_btree_iter_advance_pos(&iter);
 129                         bch2_btree_iter_cond_resched(&iter);
 130
 131                 }
 132                 bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 133                 bch2_move_ctxt_exit(&ctxt);
 134
 135                 if (ret)
 136                         return ret;
 137         } while (seen_key_count && pass++ < MAX_DATA_OFF_ITER);
 138
 139         if (seen_key_count) {
 140                 pr_err("Unable to migrate all data in %d iterations.",
 141                        MAX_DATA_OFF_ITER);
 142                 return -1;
 143         }
 144
 145         mutex_lock(&c->sb_lock);
 146         mi = bch2_sb_get_members(c->disk_sb);
 147         SET_BCH_MEMBER_HAS_DATA(&mi->members[ca->dev_idx], false);
 148
 149         bch2_write_super(c);
 150         mutex_unlock(&c->sb_lock);
 151
 152         return 0;
 153 }
 154
 155 /*
 156  * This walks the btree, and for any node on the relevant device it moves the
 157  * node elsewhere.
 158  */
 159 static int bch2_move_btree_off(struct bch_dev *ca, enum btree_id id)
 160 {
 161         struct bch_fs *c = ca->fs;
 162         struct btree_iter iter;
 163         struct closure cl;
 164         struct btree *b;
 165         int ret;
 166
 167         BUG_ON(ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_RW);
 168
 169         closure_init_stack(&cl);
 170
 171         for_each_btree_node(&iter, c, id, POS_MIN, BTREE_ITER_PREFETCH, b) {
 172                 struct bkey_s_c_extent e = bkey_i_to_s_c_extent(&b->key);
 173 retry:
 174                 if (!bch2_extent_has_device(e, ca->dev_idx))
 175                         continue;
 176
 177                 ret = bch2_btree_node_rewrite(&iter, b, &cl);
 178                 if (ret == -EINTR || ret == -ENOSPC) {
 179                         /*
 180                          * Drop locks to upgrade locks or wait on
 181                          * reserve: after retaking, recheck in case we
 182                          * raced.
 183                          */
 184                         bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 185                         closure_sync(&cl);
 186                         b = bch2_btree_iter_peek_node(&iter);
 187                         goto retry;
 188                 }
 189                 if (ret) {
 190                         bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 191                         return ret;
 192                 }
 193
 194                 bch2_btree_iter_set_locks_want(&iter, 0);
 195         }
 196         ret = bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 197         if (ret)
 198                 return ret; /* btree IO error */
 199
 200         if (IS_ENABLED(CONFIG_BCACHEFS_DEBUG)) {
 201                 for_each_btree_node(&iter, c, id, POS_MIN, BTREE_ITER_PREFETCH, b) {
 202                         struct bkey_s_c_extent e = bkey_i_to_s_c_extent(&b->key);
 203
 204                         BUG_ON(bch2_extent_has_device(e, ca->dev_idx));
 205                 }
 206                 bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 207         }
 208
 209         return 0;
 210 }
 211
 212 /*
 213  * This moves only the meta-data off, leaving the data (if any) in place.
 214  * The data is moved off by bch_move_data_off_device, if desired, and
 215  * called first.
 216  *
 217  * Before calling this, allocation of buckets to the device must have
 218  * been disabled, as else we'll continue to write meta-data to the device
 219  * when new buckets are picked for meta-data writes.
 220  * In addition, the copying gc and allocator threads for the device
 221  * must have been stopped.  The allocator thread is the only thread
 222  * that writes prio/gen information.
 223  *
 224  * Meta-data consists of:
 225  * - Btree nodes
 226  * - Prio/gen information
 227  * - Journal entries
 228  * - Superblock
 229  *
 230  * This has to move the btree nodes and the journal only:
 231  * - prio/gen information is not written once the allocator thread is stopped.
 232  *   also, as the prio/gen information is per-device it is not moved.
 233  * - the superblock will be written by the caller once after everything
 234  *   is stopped.
 235  *
 236  * Note that currently there is no way to stop btree node and journal
 237  * meta-data writes to a device without moving the meta-data because
 238  * once a bucket is open for a btree node, unless a replacement btree
 239  * node is allocated (and the tree updated), the bucket will continue
 240  * to be written with updates.  Similarly for the journal (it gets
 241  * written until filled).
 242  *
 243  * This routine leaves the data (if any) in place.  Whether the data
 244  * should be moved off is a decision independent of whether the meta
 245  * data should be moved off and stopped:
 246  *
 247  * - For device removal, both data and meta-data are moved off, in
 248  *   that order.
 249  *
 250  * - However, for turning a device read-only without removing it, only
 251  *   meta-data is moved off since that's the only way to prevent it
 252  *   from being written.  Data is left in the device, but no new data
 253  *   is written.
 254  */
 255
 256 int bch2_move_metadata_off_device(struct bch_dev *ca)
 257 {
 258         struct bch_fs *c = ca->fs;
 259         struct bch_sb_field_members *mi;
 260         unsigned i;
 261         int ret;
 262
 263         BUG_ON(ca->mi.state == BCH_MEMBER_STATE_RW);
 264
 265         if (!ca->mi.has_metadata)
 266                 return 0;
 267
 268         /* 1st, Move the btree nodes off the device */
 269
 270         for (i = 0; i < BTREE_ID_NR; i++) {
 271                 ret = bch2_move_btree_off(ca, i);
 272                 if (ret)
 273                         return ret;
 274         }
 275
 276         /* There are no prios/gens to move -- they are already in the device. */
 277
 278         /* 2nd. Move the journal off the device */
 279
 280         ret = bch2_journal_move(ca);
 281         if (ret)
 282                 return ret;
 283
 284         mutex_lock(&c->sb_lock);
 285         mi = bch2_sb_get_members(c->disk_sb);
 286         SET_BCH_MEMBER_HAS_METADATA(&mi->members[ca->dev_idx], false);
 287
 288         bch2_write_super(c);
 289         mutex_unlock(&c->sb_lock);
 290
 291         return 0;
 292 }
 293
 294 /*
 295  * Flagging data bad when forcibly removing a device after failing to
 296  * migrate the data off the device.
 297  */
 298
 299 static int bch2_flag_key_bad(struct btree_iter *iter,
 300                             struct bch_dev *ca,
 301                             struct bkey_s_c_extent orig)
 302 {
 303         BKEY_PADDED(key) tmp;
 304         struct bkey_s_extent e;
 305         struct bch_extent_ptr *ptr;
 306         struct bch_fs *c = ca->fs;
 307
 308         bkey_reassemble(&tmp.key, orig.s_c);
 309         e = bkey_i_to_s_extent(&tmp.key);
 310
 311         extent_for_each_ptr_backwards(e, ptr)
 312                 if (ptr->dev == ca->dev_idx)
 313                         bch2_extent_drop_ptr(e, ptr);
 314
 315         /*
 316          * If the new extent no longer has any pointers, bch2_extent_normalize()
 317          * will do the appropriate thing with it (turning it into a
 318          * KEY_TYPE_ERROR key, or just a discard if it was a cached extent)
 319          */
 320         bch2_extent_normalize(c, e.s);
 321
 322         return bch2_btree_insert_at(c, NULL, NULL, NULL,
 323                                    BTREE_INSERT_ATOMIC,
 324                                    BTREE_INSERT_ENTRY(iter, &tmp.key));
 325 }
 326
 327 /*
 328  * This doesn't actually move any data -- it marks the keys as bad
 329  * if they contain a pointer to a device that is forcibly removed
 330  * and don't have other valid pointers.  If there are valid pointers,
 331  * the necessary pointers to the removed device are replaced with
 332  * bad pointers instead.
 333  *
 334  * This is only called if bch_move_data_off_device above failed, meaning
 335  * that we've already tried to move the data MAX_DATA_OFF_ITER times and
 336  * are not likely to succeed if we try again.
 337  */
 338 int bch2_flag_data_bad(struct bch_dev *ca)
 339 {
 340         int ret = 0;
 341         struct bkey_s_c k;
 342         struct bkey_s_c_extent e;
 343         struct btree_iter iter;
 344
 345         bch2_btree_iter_init(&iter, ca->fs, BTREE_ID_EXTENTS,
 346                              POS_MIN, BTREE_ITER_PREFETCH);
 347
 348         while ((k = bch2_btree_iter_peek(&iter)).k &&
 349                !(ret = btree_iter_err(k))) {
 350                 if (!bkey_extent_is_data(k.k))
 351                         goto advance;
 352
 353                 e = bkey_s_c_to_extent(k);
 354                 if (!bch2_extent_has_device(e, ca->dev_idx))
 355                         goto advance;
 356
 357                 ret = bch2_flag_key_bad(&iter, ca, e);
 358
 359                 /*
 360                  * don't want to leave ret == -EINTR, since if we raced and
 361                  * something else overwrote the key we could spuriously return
 362                  * -EINTR below:
 363                  */
 364                 if (ret == -EINTR)
 365                         ret = 0;
 366                 if (ret)
 367                         break;
 368
 369                 /*
 370                  * If the replica we're dropping was dirty and there is an
 371                  * additional cached replica, the cached replica will now be
 372                  * considered dirty - upon inserting the new version of the key,
 373                  * the bucket accounting will be updated to reflect the fact
 374                  * that the cached data is now dirty and everything works out as
 375                  * if by magic without us having to do anything.
 376                  *
 377                  * The one thing we need to be concerned with here is there's a
 378                  * race between when we drop any stale pointers from the key
 379                  * we're about to insert, and when the key actually gets
 380                  * inserted and the cached data is marked as dirty - we could
 381                  * end up trying to insert a key with a pointer that should be
 382                  * dirty, but points to stale data.
 383                  *
 384                  * If that happens the insert code just bails out and doesn't do
 385                  * the insert - however, it doesn't return an error. Hence we
 386                  * need to always recheck the current key before advancing to
 387                  * the next:
 388                  */
 389                 continue;
 390 advance:
 391                 bch2_btree_iter_advance_pos(&iter);
 392         }
 393
 394         bch2_btree_iter_unlock(&iter);
 395
 396         return ret;
 397 }