hammer2 - Add directive to destroy bad directory entries
[dragonfly.git] / sbin / hammer2 / hammer2.8
1 .\" Copyright (c) 2015 The DragonFly Project.  All rights reserved.
2 .\"
3 .\" This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
4 .\" by Matthew Dillon <dillon@backplane.com>
5 .\"
6 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
8 .\" are met:
9 .\"
10 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
11 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
12 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
13 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in
14 .\"    the documentation and/or other materials provided with the
15 .\"    distribution.
16 .\" 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17 .\"    contributors may be used to endorse or promote products derived
18 .\"    from this software without specific, prior written permission.
19 .\"
20 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21 .\" ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22 .\" LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23 .\" FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24 .\" COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25 .\" INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26 .\" BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27 .\" LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28 .\" AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29 .\" OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30 .\" OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31 .\" SUCH DAMAGE.
32 .\"
33 .Dd March 26, 2015
34 .Dt HAMMER2 8
35 .Os
36 .Sh NAME
37 .Nm hammer2
38 .Nd hammer2 file system utility
39 .Sh SYNOPSIS
40 .Nm
41 .Fl h
42 .Nm
43 .Op Fl s Ar path
44 .Op Fl t Ar type
45 .Op Fl u Ar uuid
46 .Ar command
47 .Op Ar argument ...
48 .Sh DESCRIPTION
49 The
50 .Nm
51 utility provides miscellaneous support functions for a
52 HAMMER2 file system.
53 .Pp
54 The options are as follows:
55 .Bl -tag -width indent
56 .It Fl s Ar path
57 Specify the path to a mounted HAMMER2 filesystem.
58 At least one PFS on a HAMMER2 filesystem must be mounted for the system
59 to act on all PFSs managed by it.
60 Every HAMMER2 filesystem typically has a PFS called "LOCAL" for this purpose.
61 .It Fl t Ar type
62 Specify the type when creating, upgrading, or downgrading a PFS.
63 Supported types are MASTER, SLAVE, SOFT_MASTER, SOFT_SLAVE, CACHE, and DUMMY.
64 If not specified the pfs-create directive will default to MASTER if no
65 uuid is specified, and SLAVE if a uuid is specified.
66 .It Fl u Ar uuid
67 Specify the cluster uuid when creating a PFS.  If not specified, a unique,
68 random uuid will be generated.
69 Note that every PFS also has a unique pfs_id which is always generated
70 and cannot be overridden with an option.
71 The { pfs_clid, pfs_fsid } tuple uniquely identifies a component of a cluster.
72 .El
73 .Pp
74 .Nm
75 directives are as shown below.
76 Note that most directives require you to either be CD'd into a hammer2
77 filesystem, specify a path to a mounted hammer2 filesystem via the
78 .Fl s
79 option, or specify a path after the directive.
80 It depends on the directive.
81 All hammer2 filesystem have a PFS called "LOCAL" which is typically mounted
82 locally on the host in order to be able to issue commands for other PFSs
83 on the filesystem.
84 The mount also enables PFS configuration scanning for that filesystem.
85 .Bl -tag -width indent
86 .\" ==== connect ====
87 .It Cm connect Ar target
88 Add a cluster link entry to the volume header.
89 The volume header can support up to 255 link entries.
90 This feature is not currently used.
91 .\" ==== destroy ====
92 .It Cm destroy Ar path
93 Destroy the specified directory entry in a hammer2 filesystem.  This bypasses
94 all normal checks and will unconditionally destroy the directory entry.
95 The underlying inode is not checked and, if it does exist, its nlinks count
96 is not decremented.
97 This directive should only be used to destroy a corrupted directory entry
98 which no longer has a working inode.
99 .Pp
100 Note that this command may desynchronize the system namecache for the
101 specified entry.  If this happens, you may have to unmount and remount the
102 filesystem.
103 .\" ==== disconnect ====
104 .It Cm disconnect Ar target
105 Delete a cluster link entry from the volume header.
106 This feature is not currently used.
107 .\" ==== info ====
108 .It Cm info Op devpath
109 Access and print the status and super-root entries for all HAMMER2
110 partitions found in /dev/serno or the specified device path(s).
111 The partitions do not have to be mounted.
112 Note that only mounted partitions will be under active management.
113 This is accomplished by mounting at least one PFS within the partition.
114 Typically at least the @LOCAL PFS is mounted.
115 .\" ==== mountall ====
116 .It Cm mountall Op devpath
117 This directive mounts the @LOCAL PFS on all HAMMER2 partitions found
118 in /dev/serno, or the specified device path(s).
119 The partitions are mounted as /var/hammer2/LOCAL.<id>.
120 Mounts are executed in the background and this command will wait a
121 limited amount of time for the mounts to complete before returning.
122 .\" ==== status ====
123 .It Cm status Ar path...
124 Dump a list of all cluster link entries configured in the volume header.
125 .\" ==== hash ====
126 .It Cm hash Ar filename...
127 Compute and print the directory hash for any number of filenames.
128 .\" ==== pfs-list ====
129 .It Cm pfs-list Op path...
130 List all local PFSs available on a mounted HAMMER2 filesystem, their type,
131 and their current status.
132 You must mount at least one PFS in order to be able to access the whole list.
133 .\" ==== pfs-clid ====
134 .It Cm pfs-clid Ar label
135 Print the cluster id for a PFS specified by name.
136 .\" ==== pfs-fsid ====
137 .It Cm pfs-fsid Ar label
138 Print the unique filesystem id for a PFS specified by name.
139 .\" ==== pfs-create ====
140 .It Cm pfs-create Ar label
141 Create a local PFS on a mounted HAMMER2 filesystem.
142 If no uuid is specified the pfs-type defaults to MASTER.
143 If a uuid is specified via the
144 .Fl u
145 option the pfs-type defaults to SLAVE.
146 Other types can be specified with the
147 .Fl t
148 option.
149 .Pp
150 If you wish to add a MASTER to an existing cluster, you must first add it as
151 a SLAVE and then upgrade it to MASTER to properly synchronize it.
152 .Pp
153 The DUMMY pfs-type is used to tie network-accessible clusters into the local
154 machine when no local storage is desired.
155 This type should be used on minimal H2 partitions or entirely in ram for
156 netboot-centric systems to provide a tie-in point for the mount command,
157 or on more complex systems where you need to also access network-centric
158 clusters.
159 .Pp
160 The CACHE or SLAVE pfs-type is typically used when the main store is on
161 the network but local storage is desired to improve performance.
162 SLAVE is also used when a backup is desired.
163 .Pp
164 Generally speaking, you can mount any PFS element of a cluster in order to
165 access the cluster via the full cluster protocol.
166 There are two exceptions.
167 If you mount a SOFT_SLAVE or a SOFT_MASTER then soft quorum semantics are
168 employed... the soft slave or soft master's current state will always be used
169 and the quorum protocol will not be used.  The soft PFS will still be
170 synchronized to masters in the background when available.
171 Also, you can use 'mount -o local' to mount ONLY a local HAMMER2 PFS and
172 not run any network or quorum protocols for the mount.
173 All such mounts except for a SOFT_MASTER mount will be read-only.
174 Other than that, you will be mounting the whole cluster when you mount any
175 PFS within the cluster.
176 .Pp
177 DUMMY - Create a PFS skeleton intended to be the mount point for a
178 more complex cluster, probably one that is entirely network based.
179 No data will be synchronized to this PFS so it is suitable for use
180 in a network boot image or memory filesystem.
181 This allows you to create placeholders for mount points on your local
182 disk, SSD, or memory disk.
183 .Pp
184 CACHE - Create a PFS for caching portions of the cluster piecemeal.
185 This is similar to a SLAVE but does not synchronize the entire contents of
186 the cluster to the PFS.
187 Elements found in the CACHE PFS which are validated against the cluster
188 will be read, presumably a faster access than having to go to the cluster.
189 Only local CACHEs will be updated.
190 Network-accessible CACHE PFSs might be read but will not be written to.
191 If you have a large hard-drive-based cluster you can set up localized
192 SSD CACHE PFSs to improve performance.
193 .Pp
194 SLAVE - Create a PFS which maintains synchronization with and provides a
195 read-only copy of the cluster.
196 HAMMER2 will prioritize local SLAVEs for data retrieval after validating
197 their transaction id against the cluster.
198 The difference between a CACHE and a SLAVE is that the SLAVE is synchronized
199 to a full copy of the cluster and thus can serve as a backup or be staged
200 for use as a MASTER later on.
201 .Pp
202 SOFT_SLAVE - Create a PFS which maintains synchronization with and provides
203 a read-only copy of the cluster.
204 This is one of the special mount cases.  A SOFT_SLAVE will synchronize with
205 the cluster when the cluster is available, but can still be accessed when
206 the cluster is not available.
207 .Pp
208 MASTER - Create a PFS which will hold a master copy of the cluster.
209 If you create several MASTER PFSs with the same cluster id you are
210 effectively creating a multi-master cluster and causing a quorum and
211 cache coherency protocol to be used to validate operations.
212 The total number of masters is stored in each PFSs making up the cluster.
213 Filesystem operations will stall for normal mounts if a quorum cannot be
214 obtained to validate the operation.
215 MASTER nodes which go offline and return later will synchronize in the
216 background.
217 Note that when adding a MASTER to an existing cluster you must add the
218 new PFS as a SLAVE and then upgrade it to a MASTER.
219 .Pp
220 SOFT_MASTER - Create a PFS which maintains synchronization with and provides
221 a read-write copy of the cluster.
222 This is one of the special mount cases.  A SOFT_MASTER will synchronize with
223 the cluster when the cluster is available, but can still be read AND written
224 to even when the cluster is not available.
225 Modifications made to a SOFT_MASTER will be automatically flushed to the
226 cluster when it becomes accessible again, and vise-versa.
227 Manual intervention may be required if a conflict occurs during
228 synchronization.
229 .\" ==== pfs-delete ====
230 .It Cm pfs-delete Ar label
231 Delete a local PFS on a mounted HAMMER2 filesystem.
232 Deleting a PFS of type MASTER requires first downgrading it to a SLAVE (XXX).
233 .\" ==== snapshot ====
234 .It Cm snapshot Ar path Op label
235 Create a snapshot of a directory.
236 This can only be used on a local PFS, and is only really useful if the PFS
237 contains a complete copy of what you desire to snapshot so that typically
238 means a local MASTER, SOFT_MASTER, SLAVE, or SOFT_SLAVE must be present.
239 Snapshots are created simply by flushing a PFS mount to disk and then copying
240 the directory inode to the PFS.
241 The topology is snapshotted without having to be copied or scanned.
242 Snapshots are effectively separate from the cluster they came from
243 and can be used as a starting point for a new cluster.
244 So unless you build a new cluster from the snapshot, it will stay local
245 to the machine it was made on.
246 .\" ==== service ====
247 .It Cm service
248 Start the
249 .Nm
250 service daemon.
251 This daemon is also automatically started when you run
252 .Xr mount_hammer2 8 .
253 The hammer2 service daemon handles incoming TCP connections and maintains
254 outgoing TCP connections.  It will interconnect available services on the
255 machine (e.g. hammer2 mounts and xdisks) to the network.
256 .\" ==== stat ====
257 .It Cm stat Op path...
258 Print the inode statistics, compression, and other meta-data associated
259 with a list of paths.
260 .\" ==== leaf ====
261 .It Cm leaf
262 XXX
263 .\" ==== shell ====
264 .It Cm shell
265 Start a debug shell to the local hammer2 service daemon via the DMSG protocol.
266 .\" ==== debugspan ====
267 .It Cm debugspan
268 (do not use)
269 .\" ==== rsainit ====
270 .It Cm rsainit
271 Create the
272 .Pa /etc/hammer2
273 directory and initialize a public/private keypair in that directory for
274 use by the network cluster protocols.
275 .\" ==== show ====
276 .It Cm show Ar devpath
277 Dump the radix tree for the HAMMER2 filesystem by scanning a
278 block device directly.  No mount is required.
279 .\" ==== freemap ====
280 Dump the freemap tree for the HAMMER2 filesystem by scanning a
281 block device directly.  No mount is required.
282 .It Cm freemap Ar devpath
283 .\" ==== setcomp ====
284 .It Cm setcomp Ar mode[:level] Op path...
285 Set the compression mode as specified for any newly created elements at or
286 under the path if not overridden by deeper elements.
287 Available modes are none, autozero, lz4, or zlib.
288 When zlib is used the compression level can be set.
289 The default will be 6 which is the best trade-off between performance and
290 time.
291 .Pp
292 newfs_hammer2 will set the default compression to lz4 which prioritizes
293 speed over performance.
294 Also note that HAMMER2 contains a heuristic and will not attempt to
295 compress every block if it detects a sufficient amount of uncompressable
296 data.
297 .Pp
298 Hammer2 compression is only effective when it can reduce the size of dataset
299 (typically a 64KB block) by one or more powers of 2.  A 64K block which
300 only compresses to 40K will not yield any storage improvement.
301 .Pp
302 Generally speaking you do not want to set the compression mode to 'none',
303 as this will cause blocks of all-zeros to be written as all-zero blocks,
304 instead of holes.  The 'autozero' compression mode detects blocks of all-zeros
305 and writes them as holes.  However, HAMMER2 will rewrite data in-place if
306 the compression mode is set to 'none' and the check code is set to
307 'disabled'.  Formal snapshots will still snapshot such files.  However,
308 de-duplication will no longer function on the data blocks.
309 .\" ==== setcheck ====
310 .It Cm setcheck Ar check Op path...
311 Set the check code as specified for any newly created elements at or under
312 the path if not overridden by deeper elements.
313 Available codes are default, disabled, crc32, xxhash64, or sha192.
314 .\" ==== clrcheck ====
315 .It Cm clrcheck Op path...
316 Clear the check code override for the specified paths.
317 Overrides may still be present in deeper elements.
318 .\" ==== setcrc32 ====
319 .It Cm setcrc32 Op path...
320 Set the check code to the ISCSI 32-bit CRC for any newly created elements
321 at or under the path if not overridden by deeper elements.
322 .\" ==== setxxhash64 ====
323 .It Cm setxxhash64 Op path...
324 Set the check code to XXHASH64, a fast 64-bit hash
325 .\" ==== setsha192 ====
326 .It Cm setsha192 Op path...
327 Set the check code to SHA192 for any newly created elements at or under
328 the path if not overridden by deeper elements.
329 .\" ==== bulkfree ====
330 .It Cm bulkfree Op path...
331 Run a bulkfree pass on a HAMMER2 mount.
332 You can specify any PFS for the mount, the bulkfree pass is run on the
333 entire partition.
334 Note that it takes two passes to actually free space.
335 .El
336 .Sh SYSCTLS
337 .Bl -tag -width indent
338 .It Va vfs.hammer2.dedup_enable (default on)
339 Enables live de-duplication.  Any recently read data that is on-media
340 (already synchronized to media) is tested against pending writes for
341 compatibility.  If a match is found, the write will reference the
342 existing on-media data instead of writing new data.
343 .It Va vfs.hammer2.always_compress (default off)
344 This disables the H2 compression heuristic and forces H2 to always
345 try to compress data blocks, even if they look uncompressable.
346 Enabling this option reduces performance but has higher de-duplication
347 repeatability.
348 .It Va vfs.hammer2.cluster_data_read (default 4)
349 .It Va vfs.hammer2.cluster_meta_read (default 1)
350 Set the amount of read-ahead clustering to perform on data and meta-data
351 blocks.
352 .It Va vfs.hammer2.cluster_write (default 4)
353 Set the amount of write-behind clustering to perform in buffers.  Each
354 buffer represents 64KB.  The default is 4 and higher values typically do
355 not improve performance.  A value of 0 disables clustered writes.
356 This variable applies to the underlying media device, not to logical
357 file writes, so it should not interfere with temporary file optimization.
358 Generally speaking you want this enabled to generate smoothly pipelined
359 writes to the media.
360 .It Va vfs.hammer2.bulkfree_tps (default 5000)
361 Set bulkfree's maximum scan rate.  This is primarily intended to limit
362 I/O utilization on SSDs and cpu utilization when the meta-data is mostly
363 cached in memory.
364 .El
365 .Sh SETTING UP /etc/hammer2
366 The 'rsainit' directive will create the
367 .Pa /etc/hammer2
368 directory with appropriate permissions and also generate a public key
369 pair in this directory for the machine.  These files will be
370 .Pa rsa.pub
371 and
372 .Pa rsa.prv
373 and needless to say, the private key shouldn't leave the host.
374 .Pp
375 The service daemon will also scan the
376 .Pa /etc/hammer2/autoconn
377 file which contains a list of hosts which it will automatically maintain
378 connections to to form your cluster.
379 The service daemon will automatically reconnect on any failure and will
380 also monitor the file for changes.
381 .Pp
382 When the service daemon receives a connection it expects to find a
383 public key for that connection in a file in
384 .Pa /etc/hammer2/remote/
385 called
386 .Pa <IPADDR>.pub .
387 You normally copy the
388 .Pa rsa.pub
389 key from the host in question to this file.
390 The IP address must match exactly or the connection will not be allowed.
391 .Pp
392 If you want to use an unencrypted connection you can create empty,
393 dummy files in the remote directory in the form
394 .Pa <IPADDR>.none .
395 We do not recommend using unencrypted connections.
396 .Sh CLUSTER SERVICES
397 Currently there are two services which use the cluster network infrastructure,
398 HAMMER2 mounts and XDISK.
399 Any HAMMER2 mount will make all PFSs for that filesystem available to the
400 cluster.
401 And if the XDISK kernel module is loaded, the hammer2 service daemon will make
402 your machine's block devices available to the cluster (you must load the
403 xdisk.ko kernel module before starting the hammer2 service).
404 They will show up as
405 .Pa /dev/xa*
406 and
407 .Pa /dev/serno/*
408 devices on the remote machines making up the cluster.
409 Remote block devices are just what they appear to be... direct access to a
410 block device on a remote machine.  If the link goes down remote accesses
411 will stall until it comes back up again, then automatically requeue any
412 pending I/O and resume as if nothing happened.
413 However, if the server hosting the physical disks crashes or is rebooted,
414 any remote opens to its devices will see a permanent I/O failure requiring a
415 close and open sequence to re-establish.
416 The latter is necessary because the server's drives might not have committed
417 the data before the crash, but had already acknowledged the transfer.
418 .Pp
419 Data commits work exactly the same as they do for real block devices.
420 The originater must issue a BUF_CMD_FLUSH.
421 .Sh ADDING A NEW MASTER TO A CLUSTER
422 When you
423 .Xr newfs_hammer2 8
424 a HAMMER2 filesystem or use the 'pfs-create' directive on one already mounted
425 to create a new PFS, with no special options, you wind up with a PFS
426 typed as a MASTER and a unique cluster uuid, but because there is only one
427 PFS for that cluster (for each PFS you create via pfs-create), it will
428 act just like a normal filesystem would act and does not require any special
429 protocols to operate.
430 .Pp
431 If you use the 'pfs-create' directive along with the
432 .Fl u
433 option to specify a cluster uuid that already exists in the cluster,
434 you are adding a PFS to an existing cluster and this can trigger a whole
435 series of events in the background.
436 When you specify the
437 .Fl u
438 option in a 'pfs-create',
439 .Nm
440 will by default create a SLAVE PFS.
441 In fact, this is what must be created first even if you want to add a new
442 MASTER to your cluster.
443 .Pp
444 The most common action a system admin will want to take is to upgrade or
445 downgrade a PFS.
446 A new MASTER can be added to the cluster by upgrading an existing SLAVE
447 to MASTER.
448 A MASTER can be removed from the cluster by downgrading it to a SLAVE.
449 Upgrades and downgrades will put nodes in the cluster in a transition state
450 until the operation is complete.
451 For downgrades the transition state is fleeting unless one or more other
452 masters has not acknowledged the change.
453 For upgrades a background synchronization process must complete before the
454 transition can be said to be complete, and the node remains (really) a SLAVE
455 until that transition is complete.
456 .Sh USE CASES FOR A SOFT_MASTER
457 The SOFT_MASTER PFS type is a special type which must be specifically
458 mounted by a machine.
459 It is a R/W mount which does not use the quorum protocol and is not
460 cache coherent with the cluster, but which synchronizes from the cluster
461 and allows modifying operations which will synchronize to the cluster.
462 The most common case is to use a SOFT_MASTER PFS in a laptop allowing you
463 to work on your laptop when you are on the road and not connected to
464 your main servers, and for the laptop to synchronize when a connection is
465 available.
466 .Sh USE CASES FOR A SOFT_SLAVE
467 A SOFT_SLAVE PFS type is a special type which must be specifically mounted
468 by a machine.
469 It is a RO mount which does not use the quorum protocol and is not
470 cache coherent with the cluster.  It will receive synchronization from
471 the cluster when network connectivity is available but will not stall if
472 network connectivity is lost.
473 .Sh FSYNC FLUSH MODES
474 TODO.
475 .Sh RESTORING FROM A SNAPSHOT BACKUP
476 TODO.
477 .Sh PERFORMANCE TUNING
478 Because HAMMER2 implements compression, decompression, and deup natively,
479 it always double-buffers file data.  This means that the file data is
480 cached via the device vnode (in compressed / dedupped-form) and the same
481 data is also cached by the file vnode (in decompressed / non-dedupped form).
482 .Pp
483 While HAMMER2 will try to age the logical file buffers on its, some
484 additional performance tuning may be necessary for optimal operation
485 whether swapcache is used or not.  Our recommendation is to reduce the
486 number of vnodes (and thus also the logical buffer cache behind the
487 vnodes) that the system caches via the
488 .Va kern.maxvnodes
489 sysctl.
490 .Pp
491 Too-large a value will result in excessive double-caching and can cause
492 unnecessary read disk I/O.
493 We recommend a number between 25000 and 250000 vnodes, depending on your
494 use case.
495 Keep in mind that even though the vnode cache is smaller, this will make
496 room for a great deal more device-level buffer caching which can encompasses
497 far more data and meta-data than the vnode-level caching.
498 .Sh ENVIRONMENT
499 TODO.
500 .Sh FILES
501 .Bl -tag -width ".It Pa <fs>/abc/defghi/<name>" -compact
502 .It Pa /etc/hammer2/
503 .It Pa /etc/hammer2/rsa.pub
504 .It Pa /etc/hammer2/rsa.prv
505 .It Pa /etc/hammer2/autoconn
506 .It Pa /etc/hammer2/remote/<IP>.pub
507 .It Pa /etc/hammer2/remote/<IP>.none
508 .El
509 .Sh EXIT STATUS
510 .Ex -std
511 .Sh SEE ALSO
512 .Xr mount_hammer2 8 ,
513 .Xr mount_null 8 ,
514 .Xr newfs_hammer2 8 ,
515 .Xr swapcache 8 ,
516 .Xr sysctl 8
517 .Sh HISTORY
518 The
519 .Nm
520 utility first appeared in
521 .Dx 4.1 .
522 .Sh AUTHORS
523 .An Matthew Dillon Aq Mt dillon@backplane.com