Merge commit 'v2.6.27-rc6' into timers/hpet
[linux-2.6] / fs / ocfs2 / cluster / quorum.c
1 /* -*- mode: c; c-basic-offset: 8; -*-
2  *
3  * vim: noexpandtab sw=8 ts=8 sts=0:
4  *
5  * Copyright (C) 2005 Oracle.  All rights reserved.
6  *
7  * This program is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public
18  * License along with this program; if not, write to the
19  * Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
20  * Boston, MA 021110-1307, USA.
21  */
22
23 /* This quorum hack is only here until we transition to some more rational
24  * approach that is driven from userspace.  Honest.  No foolin'.
25  *
26  * Imagine two nodes lose network connectivity to each other but they're still
27  * up and operating in every other way.  Presumably a network timeout indicates
28  * that a node is broken and should be recovered.  They can't both recover each
29  * other and both carry on without serialising their access to the file system.
30  * They need to decide who is authoritative.  Now extend that problem to
31  * arbitrary groups of nodes losing connectivity between each other.
32  *
33  * So we declare that a node which has given up on connecting to a majority
34  * of nodes who are still heartbeating will fence itself.
35  *
36  * There are huge opportunities for races here.  After we give up on a node's
37  * connection we need to wait long enough to give heartbeat an opportunity
38  * to declare the node as truly dead.  We also need to be careful with the
39  * race between when we see a node start heartbeating and when we connect
40  * to it.
41  *
42  * So nodes that are in this transtion put a hold on the quorum decision
43  * with a counter.  As they fall out of this transition they drop the count
44  * and if they're the last, they fire off the decision.
45  */
46 #include <linux/kernel.h>
47 #include <linux/slab.h>
48 #include <linux/workqueue.h>
49 #include <linux/reboot.h>
50
51 #include "heartbeat.h"
52 #include "nodemanager.h"
53 #define MLOG_MASK_PREFIX ML_QUORUM
54 #include "masklog.h"
55 #include "quorum.h"
56
57 static struct o2quo_state {
58         spinlock_t              qs_lock;
59         struct work_struct      qs_work;
60         int                     qs_pending;
61         int                     qs_heartbeating;
62         unsigned long           qs_hb_bm[BITS_TO_LONGS(O2NM_MAX_NODES)];
63         int                     qs_connected;
64         unsigned long           qs_conn_bm[BITS_TO_LONGS(O2NM_MAX_NODES)];
65         int                     qs_holds;
66         unsigned long           qs_hold_bm[BITS_TO_LONGS(O2NM_MAX_NODES)];
67 } o2quo_state;
68
69 /* this is horribly heavy-handed.  It should instead flip the file
70  * system RO and call some userspace script. */
71 static void o2quo_fence_self(void)
72 {
73         /* panic spins with interrupts enabled.  with preempt
74          * threads can still schedule, etc, etc */
75         o2hb_stop_all_regions();
76
77         printk("ocfs2 is very sorry to be fencing this system by restarting\n");
78         emergency_restart();
79 }
80
81 /* Indicate that a timeout occured on a hearbeat region write. The
82  * other nodes in the cluster may consider us dead at that time so we
83  * want to "fence" ourselves so that we don't scribble on the disk
84  * after they think they've recovered us. This can't solve all
85  * problems related to writeout after recovery but this hack can at
86  * least close some of those gaps. When we have real fencing, this can
87  * go away as our node would be fenced externally before other nodes
88  * begin recovery. */
89 void o2quo_disk_timeout(void)
90 {
91         o2quo_fence_self();
92 }
93
94 static void o2quo_make_decision(struct work_struct *work)
95 {
96         int quorum;
97         int lowest_hb, lowest_reachable = 0, fence = 0;
98         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
99
100         spin_lock(&qs->qs_lock);
101
102         lowest_hb = find_first_bit(qs->qs_hb_bm, O2NM_MAX_NODES);
103         if (lowest_hb != O2NM_MAX_NODES)
104                 lowest_reachable = test_bit(lowest_hb, qs->qs_conn_bm);
105
106         mlog(0, "heartbeating: %d, connected: %d, "
107              "lowest: %d (%sreachable)\n", qs->qs_heartbeating,
108              qs->qs_connected, lowest_hb, lowest_reachable ? "" : "un");
109
110         if (!test_bit(o2nm_this_node(), qs->qs_hb_bm) ||
111             qs->qs_heartbeating == 1)
112                 goto out;
113
114         if (qs->qs_heartbeating & 1) {
115                 /* the odd numbered cluster case is straight forward --
116                  * if we can't talk to the majority we're hosed */
117                 quorum = (qs->qs_heartbeating + 1)/2;
118                 if (qs->qs_connected < quorum) {
119                         mlog(ML_ERROR, "fencing this node because it is "
120                              "only connected to %u nodes and %u is needed "
121                              "to make a quorum out of %u heartbeating nodes\n",
122                              qs->qs_connected, quorum,
123                              qs->qs_heartbeating);
124                         fence = 1;
125                 }
126         } else {
127                 /* the even numbered cluster adds the possibility of each half
128                  * of the cluster being able to talk amongst themselves.. in
129                  * that case we're hosed if we can't talk to the group that has
130                  * the lowest numbered node */
131                 quorum = qs->qs_heartbeating / 2;
132                 if (qs->qs_connected < quorum) {
133                         mlog(ML_ERROR, "fencing this node because it is "
134                              "only connected to %u nodes and %u is needed "
135                              "to make a quorum out of %u heartbeating nodes\n",
136                              qs->qs_connected, quorum,
137                              qs->qs_heartbeating);
138                         fence = 1;
139                 }
140                 else if ((qs->qs_connected == quorum) &&
141                          !lowest_reachable) {
142                         mlog(ML_ERROR, "fencing this node because it is "
143                              "connected to a half-quorum of %u out of %u "
144                              "nodes which doesn't include the lowest active "
145                              "node %u\n", quorum, qs->qs_heartbeating,
146                              lowest_hb);
147                         fence = 1;
148                 }
149         }
150
151 out:
152         spin_unlock(&qs->qs_lock);
153         if (fence)
154                 o2quo_fence_self();
155 }
156
157 static void o2quo_set_hold(struct o2quo_state *qs, u8 node)
158 {
159         assert_spin_locked(&qs->qs_lock);
160
161         if (!test_and_set_bit(node, qs->qs_hold_bm)) {
162                 qs->qs_holds++;
163                 mlog_bug_on_msg(qs->qs_holds == O2NM_MAX_NODES,
164                                 "node %u\n", node);
165                 mlog(0, "node %u, %d total\n", node, qs->qs_holds);
166         }
167 }
168
169 static void o2quo_clear_hold(struct o2quo_state *qs, u8 node)
170 {
171         assert_spin_locked(&qs->qs_lock);
172
173         if (test_and_clear_bit(node, qs->qs_hold_bm)) {
174                 mlog(0, "node %u, %d total\n", node, qs->qs_holds - 1);
175                 if (--qs->qs_holds == 0) {
176                         if (qs->qs_pending) {
177                                 qs->qs_pending = 0;
178                                 schedule_work(&qs->qs_work);
179                         }
180                 }
181                 mlog_bug_on_msg(qs->qs_holds < 0, "node %u, holds %d\n",
182                                 node, qs->qs_holds);
183         }
184 }
185
186 /* as a node comes up we delay the quorum decision until we know the fate of
187  * the connection.  the hold will be droped in conn_up or hb_down.  it might be
188  * perpetuated by con_err until hb_down.  if we already have a conn, we might
189  * be dropping a hold that conn_up got. */
190 void o2quo_hb_up(u8 node)
191 {
192         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
193
194         spin_lock(&qs->qs_lock);
195
196         qs->qs_heartbeating++;
197         mlog_bug_on_msg(qs->qs_heartbeating == O2NM_MAX_NODES,
198                         "node %u\n", node);
199         mlog_bug_on_msg(test_bit(node, qs->qs_hb_bm), "node %u\n", node);
200         set_bit(node, qs->qs_hb_bm);
201
202         mlog(0, "node %u, %d total\n", node, qs->qs_heartbeating);
203
204         if (!test_bit(node, qs->qs_conn_bm))
205                 o2quo_set_hold(qs, node);
206         else
207                 o2quo_clear_hold(qs, node);
208
209         spin_unlock(&qs->qs_lock);
210 }
211
212 /* hb going down releases any holds we might have had due to this node from
213  * conn_up, conn_err, or hb_up */
214 void o2quo_hb_down(u8 node)
215 {
216         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
217
218         spin_lock(&qs->qs_lock);
219
220         qs->qs_heartbeating--;
221         mlog_bug_on_msg(qs->qs_heartbeating < 0,
222                         "node %u, %d heartbeating\n",
223                         node, qs->qs_heartbeating);
224         mlog_bug_on_msg(!test_bit(node, qs->qs_hb_bm), "node %u\n", node);
225         clear_bit(node, qs->qs_hb_bm);
226
227         mlog(0, "node %u, %d total\n", node, qs->qs_heartbeating);
228
229         o2quo_clear_hold(qs, node);
230
231         spin_unlock(&qs->qs_lock);
232 }
233
234 /* this tells us that we've decided that the node is still heartbeating
235  * even though we've lost it's conn.  it must only be called after conn_err
236  * and indicates that we must now make a quorum decision in the future,
237  * though we might be doing so after waiting for holds to drain.  Here
238  * we'll be dropping the hold from conn_err. */
239 void o2quo_hb_still_up(u8 node)
240 {
241         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
242
243         spin_lock(&qs->qs_lock);
244
245         mlog(0, "node %u\n", node);
246
247         qs->qs_pending = 1;
248         o2quo_clear_hold(qs, node);
249
250         spin_unlock(&qs->qs_lock);
251 }
252
253 /* This is analagous to hb_up.  as a node's connection comes up we delay the
254  * quorum decision until we see it heartbeating.  the hold will be droped in
255  * hb_up or hb_down.  it might be perpetuated by con_err until hb_down.  if
256  * it's already heartbeating we we might be dropping a hold that conn_up got.
257  * */
258 void o2quo_conn_up(u8 node)
259 {
260         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
261
262         spin_lock(&qs->qs_lock);
263
264         qs->qs_connected++;
265         mlog_bug_on_msg(qs->qs_connected == O2NM_MAX_NODES,
266                         "node %u\n", node);
267         mlog_bug_on_msg(test_bit(node, qs->qs_conn_bm), "node %u\n", node);
268         set_bit(node, qs->qs_conn_bm);
269
270         mlog(0, "node %u, %d total\n", node, qs->qs_connected);
271
272         if (!test_bit(node, qs->qs_hb_bm))
273                 o2quo_set_hold(qs, node);
274         else
275                 o2quo_clear_hold(qs, node);
276
277         spin_unlock(&qs->qs_lock);
278 }
279
280 /* we've decided that we won't ever be connecting to the node again.  if it's
281  * still heartbeating we grab a hold that will delay decisions until either the
282  * node stops heartbeating from hb_down or the caller decides that the node is
283  * still up and calls still_up */
284 void o2quo_conn_err(u8 node)
285 {
286         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
287
288         spin_lock(&qs->qs_lock);
289
290         if (test_bit(node, qs->qs_conn_bm)) {
291                 qs->qs_connected--;
292                 mlog_bug_on_msg(qs->qs_connected < 0,
293                                 "node %u, connected %d\n",
294                                 node, qs->qs_connected);
295
296                 clear_bit(node, qs->qs_conn_bm);
297         }
298
299         mlog(0, "node %u, %d total\n", node, qs->qs_connected);
300
301         if (test_bit(node, qs->qs_hb_bm))
302                 o2quo_set_hold(qs, node);
303
304         spin_unlock(&qs->qs_lock);
305 }
306
307 void o2quo_init(void)
308 {
309         struct o2quo_state *qs = &o2quo_state;
310
311         spin_lock_init(&qs->qs_lock);
312         INIT_WORK(&qs->qs_work, o2quo_make_decision);
313 }
314
315 void o2quo_exit(void)
316 {
317         flush_scheduled_work();
318 }