Quelle  md_p.h   Sprache: C

/* SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+ WITH Linux-syscall-note */
/*
   md_p.h : physical layout of Linux RAID devices
          Copyright (C) 1996-98 Ingo Molnar, Gadi Oxman

   This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the GNU General Public License as published by
   the Free Software Foundation; either version 2, or (at your option)
   any later version.
*/

#ifndef _MD_P_H
#define _MD_P_H

#include <linux/types.h>
#include <asm/byteorder.h>

/*
 * RAID superblock.
 *
 * The RAID superblock maintains some statistics on each RAID configuration.
 * Each real device in the RAID set contains it near the end of the device.
 * Some of the ideas are copied from the ext2fs implementation.
 *
 * We currently use 4096 bytes as follows:
 *
 * word offset function
 *
 *    0  -    31 Constant generic RAID device information.
 *        32  -    63   Generic state information.
 *   64  -   127 Personality specific information.
 *  128  -   511 12 32-words descriptors of the disks in the raid set.
 *  512  -   911 Reserved.
 *  912  -  1023 Disk specific descriptor.
 */

/*
 * If x is the real device size in bytes, we return an apparent size of:
 *
 * y = (x & ~(MD_RESERVED_BYTES - 1)) - MD_RESERVED_BYTES
 *
 * and place the 4kB superblock at offset y.
 */
#define MD_RESERVED_BYTES  (64 * 1024)
#define MD_RESERVED_SECTORS  (MD_RESERVED_BYTES / 512)

#define MD_NEW_SIZE_SECTORS(x)  ((x & ~(MD_RESERVED_SECTORS - 1)) - MD_RESERVED_SECTORS)

#define MD_SB_BYTES   4096
#define MD_SB_WORDS   (MD_SB_BYTES / 4)
#define MD_SB_SECTORS   (MD_SB_BYTES / 512)

/*
 * The following are counted in 32-bit words
 */
#define MD_SB_GENERIC_OFFSET  0
#define MD_SB_PERSONALITY_OFFSET 64
#define MD_SB_DISKS_OFFSET  128
#define MD_SB_DESCRIPTOR_OFFSET  992

#define MD_SB_GENERIC_CONSTANT_WORDS 32
#define MD_SB_GENERIC_STATE_WORDS 32
#define MD_SB_GENERIC_WORDS  (MD_SB_GENERIC_CONSTANT_WORDS + MD_SB_GENERIC_STATE_WORDS)
#define MD_SB_PERSONALITY_WORDS  64
#define MD_SB_DESCRIPTOR_WORDS  32
#define MD_SB_DISKS   27
#define MD_SB_DISKS_WORDS  (MD_SB_DISKS*MD_SB_DESCRIPTOR_WORDS)
#define MD_SB_RESERVED_WORDS  (1024 - MD_SB_GENERIC_WORDS - MD_SB_PERSONALITY_WORDS - MD_SB_DISKS_WORDS - MD_SB_DESCRIPTOR_WORDS)
#define MD_SB_EQUAL_WORDS  (MD_SB_GENERIC_WORDS + MD_SB_PERSONALITY_WORDS + MD_SB_DISKS_WORDS)

/*
 * Device "operational" state bits
 */
#define MD_DISK_FAULTY  0 /* disk is faulty / operational */
#define MD_DISK_ACTIVE  1 /* disk is running or spare disk */
#define MD_DISK_SYNC  2 /* disk is in sync with the raid set */
#define MD_DISK_REMOVED  3 /* disk is in sync with the raid set */
#define MD_DISK_CLUSTER_ADD     4 /* Initiate a disk add across the cluster
       * For clustered enviroments only.
   */
#define MD_DISK_CANDIDATE 5 /* disk is added as spare (local) until confirmed
       * For clustered enviroments only.
   */
#define MD_DISK_FAILFAST 10 /* Send REQ_FAILFAST if there are multiple
        * devices available - and don't try to
        * correct read errors.
    */

#define MD_DISK_WRITEMOSTLY 9 /* disk is "write-mostly" is RAID1 config.
       * read requests will only be sent here in
       * dire need
   */
#define MD_DISK_JOURNAL  18 /* disk is used as the write journal in RAID-5/6 */

#define MD_DISK_ROLE_SPARE 0xffff
#define MD_DISK_ROLE_FAULTY 0xfffe
#define MD_DISK_ROLE_JOURNAL 0xfffd
#define MD_DISK_ROLE_MAX 0xff00 /* max value of regular disk role */

typedef struct mdp_device_descriptor_s {
 __u32 number;  /* 0 Device number in the entire set       */
 __u32 major;  /* 1 Device major number       */
 __u32 minor;  /* 2 Device minor number       */
 __u32 raid_disk; /* 3 The role of the device in the raid set   */
 __u32 state;  /* 4 Operational state       */
 __u32 reserved[MD_SB_DESCRIPTOR_WORDS - 5];
} mdp_disk_t;

#define MD_SB_MAGIC  0xa92b4efc

/*
 * Superblock state bits
 */
#define MD_SB_CLEAN  0
#define MD_SB_ERRORS  1

#define MD_SB_CLUSTERED  5 /* MD is clustered */
#define MD_SB_BITMAP_PRESENT 8 /* bitmap may be present nearby */

/*
 * Notes:
 * - if an array is being reshaped (restriped) in order to change
 *   the number of active devices in the array, 'raid_disks' will be
 *   the larger of the old and new numbers.  'delta_disks' will
 *   be the "new - old".  So if +ve, raid_disks is the new value, and
 *   "raid_disks-delta_disks" is the old.  If -ve, raid_disks is the
 *   old value and "raid_disks+delta_disks" is the new (smaller) value.
 */


typedef struct mdp_superblock_s {
 /*
  * Constant generic information
 */
 __u32 md_magic;  /*  0 MD identifier        */
 __u32 major_version; /*  1 major version to which the set conforms */
 __u32 minor_version; /*  2 minor version ...       */
 __u32 patch_version; /*  3 patchlevel version ...       */
 __u32 gvalid_words; /*  4 Number of used words in this section    */
 __u32 set_uuid0; /*  5 Raid set identifier       */
 __u32 ctime;  /*  6 Creation time       */
 __u32 level;  /*  7 Raid personality       */
 __u32 size;  /*  8 Apparent size of each individual disk   */
 __u32 nr_disks;  /*  9 total disks in the raid set       */
 __u32 raid_disks; /* 10 disks in a fully functional raid set    */
 __u32 md_minor;  /* 11 preferred MD minor device number       */
 __u32 not_persistent; /* 12 does it have a persistent superblock    */
 __u32 set_uuid1; /* 13 Raid set identifier #2       */
 __u32 set_uuid2; /* 14 Raid set identifier #3       */
 __u32 set_uuid3; /* 15 Raid set identifier #4       */
 __u32 gstate_creserved[MD_SB_GENERIC_CONSTANT_WORDS - 16];

 /*
  * Generic state information
 */
 __u32 utime;  /*  0 Superblock update time       */
 __u32 state;  /*  1 State bits (clean, ...)       */
 __u32 active_disks; /*  2 Number of currently active disks       */
 __u32 working_disks; /*  3 Number of working disks       */
 __u32 failed_disks; /*  4 Number of failed disks       */
 __u32 spare_disks; /*  5 Number of spare disks       */
 __u32 sb_csum;  /*  6 checksum of the whole superblock        */
#if defined(__BYTE_ORDER) ? __BYTE_ORDER == __BIG_ENDIAN : defined(__BIG_ENDIAN)
 __u32 events_hi; /*  7 high-order of superblock update count   */
 __u32 events_lo; /*  8 low-order of superblock update count    */
 __u32 cp_events_hi; /*  9 high-order of checkpoint update count   */
 __u32 cp_events_lo; /* 10 low-order of checkpoint update count    */
#elif defined(__BYTE_ORDER) ? __BYTE_ORDER == __LITTLE_ENDIAN : defined(__LITTLE_ENDIAN)
 __u32 events_lo; /*  7 low-order of superblock update count    */
 __u32 events_hi; /*  8 high-order of superblock update count   */
 __u32 cp_events_lo; /*  9 low-order of checkpoint update count    */
 __u32 cp_events_hi; /* 10 high-order of checkpoint update count   */
#else
#error unspecified endianness
#endif
 __u32 recovery_cp; /* 11 resync checkpoint sector count       */
 /* There are only valid for minor_version > 90 */
 __u64 reshape_position; /* 12,13 next address in array-space for reshape */
 __u32 new_level; /* 14 new level we are reshaping to       */
 __u32 delta_disks; /* 15 change in number of raid_disks       */
 __u32 new_layout; /* 16 new layout       */
 __u32 new_chunk; /* 17 new chunk size (bytes)       */
 __u32 gstate_sreserved[MD_SB_GENERIC_STATE_WORDS - 18];

 /*
  * Personality information
 */
 __u32 layout;  /*  0 the array's physical layout       */
 __u32 chunk_size; /*  1 chunk size in bytes       */
 __u32 root_pv;  /*  2 LV root PV */
 __u32 root_block; /*  3 LV root block */
 __u32 pstate_reserved[MD_SB_PERSONALITY_WORDS - 4];

 /*
  * Disks information
 */
 mdp_disk_t disks[MD_SB_DISKS];

 /*
  * Reserved
 */
 __u32 reserved[MD_SB_RESERVED_WORDS];

 /*
  * Active descriptor
 */
 mdp_disk_t this_disk;

} mdp_super_t;

static inline __u64 md_event(mdp_super_t *sb) {
 __u64 ev = sb->events_hi;
 return (ev<<32)| sb->events_lo;
}

#define MD_SUPERBLOCK_1_TIME_SEC_MASK ((1ULL<<40) - 1)

/*
 * The version-1 superblock :
 * All numeric fields are little-endian.
 *
 * total size: 256 bytes plus 2 per device.
 *  1K allows 384 devices.
 */
struct mdp_superblock_1 {
 /* constant array information - 128 bytes */
 __le32 magic;  /* MD_SB_MAGIC: 0xa92b4efc - little endian */
 __le32 major_version; /* 1 */
 __le32 feature_map; /* bit 0 set if 'bitmap_offset' is meaningful */
 __le32 pad0;  /* always set to 0 when writing */

 __u8 set_uuid[16]; /* user-space generated. */
 char set_name[32]; /* set and interpreted by user-space */

 __le64 ctime;  /* lo 40 bits are seconds, top 24 are microseconds or 0*/
 __le32 level;  /* 0,1,4,5, -1 (linear) */
 __le32 layout;  /* only for raid5 and raid10 currently */
 __le64 size;  /* used size of component devices, in 512byte sectors */

 __le32 chunksize; /* in 512byte sectors */
 __le32 raid_disks;
 union {
  __le32 bitmap_offset; /* sectors after start of superblock that bitmap starts
      * NOTE: signed, so bitmap can be before superblock
      * only meaningful of feature_map[0] is set.
 */

  /* only meaningful when feature_map[MD_FEATURE_PPL] is set */
  struct {
   __le16 offset; /* sectors from start of superblock that ppl starts (signed) */
   __le16 size; /* ppl size in sectors */
  } ppl;
 };

 /* These are only valid with feature bit '4' */
 __le32 new_level; /* new level we are reshaping to */
 __le64 reshape_position; /* next address in array-space for reshape */
 __le32 delta_disks; /* change in number of raid_disks */
 __le32 new_layout; /* new layout */
 __le32 new_chunk; /* new chunk size (512byte sectors) */
 __le32  new_offset; /* signed number to add to data_offset in new
     * layout.  0 == no-change.  This can be
     * different on each device in the array.
 */

 /* constant this-device information - 64 bytes */
 __le64 data_offset; /* sector start of data, often 0 */
 __le64 data_size; /* sectors in this device that can be used for data */
 __le64 super_offset; /* sector start of this superblock */
 union {
  __le64 recovery_offset;/* sectors before this offset (from data_offset) have been recovered */
  __le64 journal_tail;/* journal tail of journal device (from data_offset) */
 };
 __le32 dev_number; /* permanent identifier of this  device - not role in raid */
 __le32 cnt_corrected_read; /* number of read errors that were corrected by re-writing */
 __u8 device_uuid[16]; /* user-space setable, ignored by kernel */
 __u8 devflags; /* per-device flags.  Only two defined...*/
#define WriteMostly1 1 /* mask for writemostly flag in above */
#define FailFast1 2 /* Should avoid retries and fixups and just fail */
 /* Bad block log.  If there are any bad blocks the feature flag is set.
  * If offset and size are non-zero, that space is reserved and available
 */
 __u8 bblog_shift; /* shift from sectors to block size */
 __le16 bblog_size; /* number of sectors reserved for list */
 __le32 bblog_offset; /* sector offset from superblock to bblog,
 * signed - not unsigned */

 /* array state information - 64 bytes */
 __le64 utime;  /* 40 bits second, 24 bits microseconds */
 __le64 events;  /* incremented when superblock updated */
 __le64 resync_offset; /* data before this offset (from data_offset) known to be in sync */
 __le32 sb_csum; /* checksum up to devs[max_dev] */
 __le32 max_dev; /* size of devs[] array to consider */
 __u8 pad3[64-32]; /* set to 0 when writing */

 /* device state information. Indexed by dev_number.
  * 2 bytes per device
  * Note there are no per-device state flags. State information is rolled
  * into the 'roles' value.  If a device is spare or faulty, then it doesn't
  * have a meaningful role.
 */
 __le16 dev_roles[]; /* role in array, or 0xffff for a spare, or 0xfffe for faulty */
};

/* feature_map bits */
#define MD_FEATURE_BITMAP_OFFSET 1
#define MD_FEATURE_RECOVERY_OFFSET 2 /* recovery_offset is present and
        * must be honoured
   */
#define MD_FEATURE_RESHAPE_ACTIVE 4
#define MD_FEATURE_BAD_BLOCKS  8 /* badblock list is not empty */
#define MD_FEATURE_REPLACEMENT  16 /* This device is replacing an
         * active device with same 'role'.
         * 'recovery_offset' is also set.
    */
#define MD_FEATURE_RESHAPE_BACKWARDS 32 /* Reshape doesn't change number
         * of devices, but is going
         * backwards anyway.
    */
#define MD_FEATURE_NEW_OFFSET  64 /* new_offset must be honoured */
#define MD_FEATURE_RECOVERY_BITMAP 128 /* recovery that is happening
          * is guided by bitmap.
     */
#define MD_FEATURE_CLUSTERED  256 /* clustered MD */
#define MD_FEATURE_JOURNAL  512 /* support write cache */
#define MD_FEATURE_PPL   1024 /* support PPL */
#define MD_FEATURE_MULTIPLE_PPLS 2048 /* support for multiple PPLs */
#define MD_FEATURE_RAID0_LAYOUT  4096 /* layout is meaningful for RAID0 */
#define MD_FEATURE_ALL   (MD_FEATURE_BITMAP_OFFSET \
     |MD_FEATURE_RECOVERY_OFFSET \
     |MD_FEATURE_RESHAPE_ACTIVE \
     |MD_FEATURE_BAD_BLOCKS  \
     |MD_FEATURE_REPLACEMENT  \
     |MD_FEATURE_RESHAPE_BACKWARDS \
     |MD_FEATURE_NEW_OFFSET  \
     |MD_FEATURE_RECOVERY_BITMAP \
     |MD_FEATURE_CLUSTERED  \
     |MD_FEATURE_JOURNAL  \
     |MD_FEATURE_PPL   \
     |MD_FEATURE_MULTIPLE_PPLS \
     |MD_FEATURE_RAID0_LAYOUT \
     )

struct r5l_payload_header {
 __le16 type;
 __le16 flags;
} __attribute__ ((__packed__));

enum r5l_payload_type {
 R5LOG_PAYLOAD_DATA = 0,
 R5LOG_PAYLOAD_PARITY = 1,
 R5LOG_PAYLOAD_FLUSH = 2,
};

struct r5l_payload_data_parity {
 struct r5l_payload_header header;
 __le32 size;  /* sector. data/parity size. each 4k
 * has a checksum */
 __le64 location; /* sector. For data, it's raid sector. For
 * parity, it's stripe sector */
 __le32 checksum[];
} __attribute__ ((__packed__));

enum r5l_payload_data_parity_flag {
 R5LOG_PAYLOAD_FLAG_DISCARD = 1, /* payload is discard */
 /*
  * RESHAPED/RESHAPING is only set when there is reshape activity. Note,
  * both data/parity of a stripe should have the same flag set
  *
  * RESHAPED: reshape is running, and this stripe finished reshape
  * RESHAPING: reshape is running, and this stripe isn't reshaped
 */
 R5LOG_PAYLOAD_FLAG_RESHAPED = 2,
 R5LOG_PAYLOAD_FLAG_RESHAPING = 3,
};

struct r5l_payload_flush {
 struct r5l_payload_header header;
 __le32 size; /* flush_stripes size, bytes */
 __le64 flush_stripes[];
} __attribute__ ((__packed__));

enum r5l_payload_flush_flag {
 R5LOG_PAYLOAD_FLAG_FLUSH_STRIPE = 1, /* data represents whole stripe */
};

struct r5l_meta_block {
 __le32 magic;
 __le32 checksum;
 __u8 version;
 __u8 __zero_pading_1;
 __le16 __zero_pading_2;
 __le32 meta_size; /* whole size of the block */

 __le64 seq;
 __le64 position; /* sector, start from rdev->data_offset, current position */
 struct r5l_payload_header payloads[];
} __attribute__ ((__packed__));

#define R5LOG_VERSION 0x1
#define R5LOG_MAGIC 0x6433c509

struct ppl_header_entry {
 __le64 data_sector; /* raid sector of the new data */
 __le32 pp_size;  /* length of partial parity */
 __le32 data_size; /* length of data */
 __le32 parity_disk; /* member disk containing parity */
 __le32 checksum; /* checksum of partial parity data for this
 * entry (~crc32c) */
} __attribute__ ((__packed__));

#define PPL_HEADER_SIZE 4096
#define PPL_HDR_RESERVED 512
#define PPL_HDR_ENTRY_SPACE \
 (PPL_HEADER_SIZE - PPL_HDR_RESERVED - 4 * sizeof(__le32) - sizeof(__le64))
#define PPL_HDR_MAX_ENTRIES \
 (PPL_HDR_ENTRY_SPACE / sizeof(struct ppl_header_entry))

struct ppl_header {
 __u8 reserved[PPL_HDR_RESERVED];/* reserved space, fill with 0xff */
 __le32 signature;  /* signature (family number of volume) */
 __le32 padding;   /* zero pad */
 __le64 generation;  /* generation number of the header */
 __le32 entries_count;  /* number of entries in entry array */
 __le32 checksum;  /* checksum of the header (~crc32c) */
 struct ppl_header_entry entries[PPL_HDR_MAX_ENTRIES];
} __attribute__ ((__packed__));

#endif