]> mj.ucw.cz Git - libucw.git/blobdiff - lib/bucket.c
BCONFIG_CAN_OVERWRITE is a read/write parameter, i.e. the used can
[libucw.git] / lib / bucket.c
index a513c7cf614b6b4f3aa9cab2b984179d2edbbb74..4a5533cfa6ef19e485e8a50d6d43429799b540f1 100644 (file)
@@ -1,12 +1,15 @@
 /*
  *     Sherlock Library -- Object Buckets
  *
- *     (c) 2001--2003 Martin Mares <mj@ucw.cz>
+ *     (c) 2001--2004 Martin Mares <mj@ucw.cz>
+ *     (c) 2004 Robert Spalek <robert@ucw.cz>
  *
  *     This software may be freely distributed and used according to the terms
  *     of the GNU Lesser General Public License.
  */
 
+#undef LOCAL_DEBUG
+
 #include "lib/lib.h"
 #include "lib/bucket.h"
 #include "lib/fastbuf.h"
@@ -18,6 +21,7 @@
 #include <fcntl.h>
 #include <unistd.h>
 #include <sys/file.h>
+#include <alloca.h>
 
 static int obuck_fd;
 static struct obuck_header obuck_hdr, obuck_create_hdr;
@@ -29,6 +33,7 @@ static struct fastbuf *obuck_write_fb;
 byte *obuck_name = "not/configured";
 static uns obuck_io_buflen = 65536;
 static int obuck_shake_buflen = 1048576;
+static uns obuck_shake_security;
 static uns obuck_slurp_buflen = 65536;
 
 static struct cfitem obuck_config[] = {
@@ -36,6 +41,7 @@ static struct cfitem obuck_config[] = {
   { "BucketFile",      CT_STRING,      &obuck_name },
   { "BufSize",         CT_INT,         &obuck_io_buflen },
   { "ShakeBufSize",    CT_INT,         &obuck_shake_buflen },
+  { "ShakeSecurity",   CT_INT,         &obuck_shake_security },
   { "SlurpBufSize",    CT_INT,         &obuck_slurp_buflen },
   { NULL,              CT_STOP,        NULL }
 };
@@ -54,22 +60,39 @@ obuck_broken(char *msg, sh_off_t pos)
 }
 
 /*
- *  Unfortunately we cannot use flock() here since it happily permits
- *  locking a shared fd (e.g., after fork()) multiple times. The fcntl
- *  locks are very ugly and they don't support 64-bit offsets, but we
- *  can work around the problem by always locking the first header
- *  in the file.
+ *  We need several types of locks:
+ *
+ *     Read lock       reading parts of bucket file
+ *     Write lock      any write operations
+ *     Append lock     appending to the end of the file
+ *     Scan lock       reading parts which we are certain they exist
+ *
+ *  Multiple read and scan locks can co-exist together.
+ *  Scan locks can co-exist with an append lock.
+ *  There can be at most one write/append lock at a time.
+ *
+ *  These lock types map to a pair of normal read-write locks which
+ *  we represent as fcntl() locks on the first and second byte of the
+ *  bucket file. [We cannot use flock() since it happily permits
+ *  locking a shared fd (e.g., after fork()) multiple times at it also
+ *  doesn't offer multiple locks on a single file.]
+ *
+ *                     byte0           byte1
+ *     Read            <read>          <read>
+ *     Write           <write>         <write>
+ *     Append          <write>         -
+ *     Scan            -               <read>
  */
 
 static inline void
-obuck_do_lock(int type)
+obuck_do_lock(int type, int start, int len)
 {
   struct flock fl;
 
   fl.l_type = type;
   fl.l_whence = SEEK_SET;
-  fl.l_start = 0;
-  fl.l_len = sizeof(struct obuck_header);
+  fl.l_start = start;
+  fl.l_len = len;
   if (fcntl(obuck_fd, F_SETLKW, &fl) < 0)
     die("fcntl lock: %m");
 }
@@ -77,25 +100,38 @@ obuck_do_lock(int type)
 inline void
 obuck_lock_read(void)
 {
-  obuck_do_lock(F_RDLCK);
+  obuck_do_lock(F_RDLCK, 0, 2);
 }
 
 inline void
 obuck_lock_write(void)
 {
-  obuck_do_lock(F_WRLCK);
+  obuck_do_lock(F_WRLCK, 0, 2);
+}
+
+static inline void
+obuck_lock_append(void)
+{
+  obuck_do_lock(F_WRLCK, 0, 1);
+}
+
+static inline void
+obuck_lock_read_to_scan(void)
+{
+  obuck_do_lock(F_UNLCK, 0, 1);
 }
 
 inline void
 obuck_unlock(void)
 {
-  obuck_do_lock(F_UNLCK);
+  obuck_do_lock(F_UNLCK, 0, 2);
 }
 
 /*** FastIO emulation ***/
 
 struct fb_bucket {
   struct fastbuf fb;
+  int can_overwrite;
   sh_off_t start_pos;
   uns bucket_size;
   byte buffer[0];
@@ -127,7 +163,7 @@ obuck_fb_refill(struct fastbuf *f)
   if (remains <= bufsize)
     {
       datasize = remains;
-      size = start + ALIGN(FB_BUCKET(f)->bucket_size + sizeof(struct obuck_header) + 4, OBUCK_ALIGN) - pos;
+      size = start + obuck_bucket_size(FB_BUCKET(f)->bucket_size) - pos;
     }
   else
     size = datasize = bufsize;
@@ -248,8 +284,7 @@ obuck_find_next(struct obuck_header *hdrp, int full)
   for(;;)
     {
       if (obuck_hdr.magic)
-       bucket_find_pos = (bucket_find_pos + sizeof(obuck_hdr) + obuck_hdr.length +
-                          4 + OBUCK_ALIGN - 1) & ~((sh_off_t)(OBUCK_ALIGN - 1));
+       bucket_find_pos += obuck_bucket_size(obuck_hdr.length);
       obuck_lock_read();
       c = sh_pread(obuck_fd, &obuck_hdr, sizeof(obuck_hdr), bucket_find_pos);
       obuck_unlock();
@@ -267,6 +302,21 @@ obuck_find_next(struct obuck_header *hdrp, int full)
     }
 }
 
+static int
+obuck_bconfig(struct fastbuf *f, uns item, int value)
+{
+  switch (item)
+    {
+    case BCONFIG_CAN_OVERWRITE: ;
+      int old_value = FB_BUCKET(f)->can_overwrite;
+      if (value >= 0 && value <= 2)
+       FB_BUCKET(f)->can_overwrite = value;
+      return old_value;
+    default:
+      return -1;
+    }
+}
+
 struct fastbuf *
 obuck_fetch(void)
 {
@@ -283,7 +333,7 @@ obuck_fetch(void)
   b->spout = NULL;
   b->seek = NULL;
   b->close = obuck_fb_close;
-  b->config = NULL;
+  b->config = obuck_bconfig;
   FB_BUCKET(b)->start_pos = bucket_find_pos;
   FB_BUCKET(b)->bucket_size = obuck_hdr.length;
   obuck_fb_count++;
@@ -293,9 +343,8 @@ obuck_fetch(void)
 oid_t
 obuck_predict_last_oid(void)
 {
-  /* BEWARE: This is not fork-safe. */
   sh_off_t size = sh_seek(obuck_fd, 0, SEEK_END);
-  return size >> OBUCK_SHIFT;
+  return (oid_t)(size >> OBUCK_SHIFT);
 }
 
 struct fastbuf *
@@ -303,7 +352,7 @@ obuck_create(u32 type)
 {
   ASSERT(!obuck_write_fb);
 
-  obuck_lock_write();
+  obuck_lock_append();
   sh_off_t start = sh_seek(obuck_fd, 0, SEEK_END);
   if (start & (OBUCK_ALIGN - 1))
     obuck_broken("Misaligned file", start);
@@ -326,6 +375,7 @@ obuck_create(u32 type)
   b->config = NULL;
   FB_BUCKET(b)->start_pos = start;
   FB_BUCKET(b)->bucket_size = 0;
+  FB_BUCKET(b)->can_overwrite = 2;
   bwrite(b, &obuck_create_hdr, sizeof(obuck_create_hdr));
 
   return b;
@@ -366,7 +416,7 @@ obuck_delete(oid_t oid)
 
 static struct fastbuf *obuck_rpf;
 static uns slurp_remains;
-static sh_off_t slurp_start, slurp_current;
+static sh_off_t slurp_start, slurp_current, slurp_end;
 
 static int
 obuck_slurp_refill(struct fastbuf *f)
@@ -398,6 +448,10 @@ obuck_slurp_pool(struct obuck_header *hdrp)
        {
          obuck_lock_read();
          obuck_rpf = bopen(obuck_name, O_RDONLY, obuck_slurp_buflen);
+         bseek(obuck_rpf, 0, SEEK_END);
+         slurp_end = btell(obuck_rpf);
+         bsetpos(obuck_rpf, 0);
+         obuck_lock_read_to_scan();
        }
       else
        {
@@ -406,7 +460,10 @@ obuck_slurp_pool(struct obuck_header *hdrp)
            obuck_broken("Missing trailer", slurp_start);
        }
       slurp_start = btell(obuck_rpf);
-      l = bread(obuck_rpf, hdrp, sizeof(struct obuck_header));
+      if (slurp_start < slurp_end)
+       l = bread(obuck_rpf, hdrp, sizeof(struct obuck_header));
+      else
+       l = 0;
       if (!l)
        {
          bclose(obuck_rpf);
@@ -418,8 +475,7 @@ obuck_slurp_pool(struct obuck_header *hdrp)
        obuck_broken("Short header read", slurp_start);
       if (hdrp->magic != OBUCK_MAGIC)
        obuck_broken("Missing magic number", slurp_start);
-      slurp_current = (slurp_start + sizeof(obuck_hdr) + hdrp->length +
-                      4 + OBUCK_ALIGN - 1) & ~((sh_off_t)(OBUCK_ALIGN - 1));
+      slurp_current = slurp_start + obuck_bucket_size(hdrp->length);
     }
   while (hdrp->oid == OBUCK_OID_DELETED);
   if (obuck_get_pos(hdrp->oid) != slurp_start)
@@ -434,138 +490,279 @@ obuck_slurp_pool(struct obuck_header *hdrp)
 
 /*** Shakedown ***/
 
+static inline void
+shake_write(void *addr, int len, sh_off_t pos)
+{
+  int l = sh_pwrite(obuck_fd, addr, len, pos);
+  if (l != len)
+    {
+      if (l < 0)
+       die("obuck_shakedown write error: %m");
+      else
+       die("obuck_shakedown write error: disk full");
+    }
+}
+
+static inline void
+shake_sync(void)
+{
+  if (obuck_shake_security > 1)
+    fdatasync(obuck_fd);
+}
+
+static void
+shake_write_backup(sh_off_t bpos, byte *norm_buf, int norm_size, byte *fragment, int frag_size, sh_off_t frag_pos, int more_size)
+{
+  struct obuck_header *bhdr;
+  int boff = 0;
+  int l;
+  oid_t old_oid;
+
+  /* First of all, the "normal" part -- everything that will be written in this pass */
+  DBG("Backing up first round of changes at position %Lx + %x", (long long) bpos, norm_size);
+  while (boff < norm_size)
+    {
+      /* This needn't be optimized for speed. */
+      bhdr = (struct obuck_header *) (norm_buf + boff);
+      ASSERT(bhdr->magic == OBUCK_MAGIC);
+      l = obuck_bucket_size(bhdr->length);
+      old_oid = bhdr->oid;
+      bhdr->oid = bpos >> OBUCK_SHIFT;
+      shake_write(bhdr, l, bpos);
+      bhdr->oid = old_oid;
+      boff += l;
+      bpos += l;
+    }
+
+  /* If we have an incomplete bucket at the end of the buffer, we must copy it as well. */
+  if (more_size)
+    {
+      DBG("Backing up fragment of size %x and %x more", frag_size, more_size);
+
+      /* First the part we already have in the buffer */
+      bhdr = (struct obuck_header *) fragment;
+      ASSERT(bhdr->magic == OBUCK_MAGIC);
+      old_oid = bhdr->oid;
+      bhdr->oid = bpos >> OBUCK_SHIFT;
+      shake_write(bhdr, frag_size, bpos);
+      bhdr->oid = old_oid;
+      bpos += frag_size;
+
+      /* And then the rest, using a small 64K buffer */
+      byte *auxbuf = alloca(65536);
+      l = 0;
+      while (l < more_size)
+       {
+         int j = MIN(more_size-l, 65536);
+         if (sh_pread(obuck_fd, auxbuf, j, frag_pos + frag_size + l) != j)
+           die("obuck_shakedown read error: %m");
+         shake_write(auxbuf, j, bpos);
+         bpos += j;
+         l += j;
+       }
+    }
+}
+
+static void
+shake_erase(sh_off_t start, sh_off_t end)
+{
+  if (start > end)
+    die("shake_erase called with negative length, that's a bug");
+  ASSERT(!(start & (OBUCK_ALIGN-1)) && !(end & (OBUCK_ALIGN-1)));
+  while (start < end)
+    {
+      u32 check = OBUCK_TRAILER;
+      obuck_hdr.magic = OBUCK_MAGIC;
+      obuck_hdr.oid = OBUCK_OID_DELETED;
+      uns len = MIN(0x40000000, end-start);
+      obuck_hdr.length = len - sizeof(obuck_hdr) - 4;
+      DBG("Erasing %08x bytes at %Lx", len, (long long) start);
+      shake_write(&obuck_hdr, sizeof(obuck_hdr), start);
+      start += len;
+      shake_write(&check, 4, start-4);
+    }
+}
+
 void
 obuck_shakedown(int (*kibitz)(struct obuck_header *old, oid_t new, byte *buck))
 {
-  byte *rbuf, *wbuf, *msg;
-  sh_off_t rstart, wstart, r_bucket_start, w_bucket_start;
-  int roff, woff, rsize, l;
-  struct obuck_header *rhdr, *whdr;
-
-  rbuf = xmalloc(obuck_shake_buflen);
-  wbuf = xmalloc(obuck_shake_buflen);
+  byte *buf;                                           /* Shakedown buffer and its size */
+  int buflen = ALIGN(obuck_shake_buflen, OBUCK_ALIGN);
+  byte *msg;                                           /* Error message we will print */
+  sh_off_t rstart, wstart;                             /* Original and new position of buffer start */
+  sh_off_t r_bucket_start, w_bucket_start;             /* Original and new position of the current bucket */
+  int roff, woff;                                      /* Orig/new position of the current bucket relative to buffer start */
+  int rsize;                                           /* Number of original bytes in the buffer */
+  int l;                                               /* Raw size of the current bucket */
+  int changed = 0;                                     /* "Something has been altered" flag */
+  int wrote_anything = 0;                              /* We already did a write to the bucket file */
+  struct obuck_header *rhdr, *whdr;                    /* Original and new address of header of the current bucket */
+  sh_off_t r_file_size;                                        /* Original size of the bucket file */
+  int more;                                            /* How much does the last bucket overlap the buffer */
+
+  buf = xmalloc(buflen);
   rstart = wstart = 0;
   roff = woff = rsize = 0;
 
   /* We need to be the only accessor, all the object ID's are becoming invalid */
   obuck_lock_write();
+  r_file_size = sh_seek(obuck_fd, 0, SEEK_END);
+  ASSERT(!(r_file_size & (OBUCK_ALIGN - 1)));
+  if (r_file_size >= (0x100000000 << OBUCK_SHIFT) - buflen)
+    die("Bucket file is too large for safe shakedown. Shaking down with Bucket.ShakeSecurity=0 will still work.");
+
+  DBG("Starting shakedown. Buffer size is %d, original length %Lx", buflen, (long long) r_file_size);
 
   for(;;)
     {
       r_bucket_start = rstart + roff;
       w_bucket_start = wstart + woff;
-      if (rsize - roff < OBUCK_ALIGN)
-       goto reread;
-      rhdr = (struct obuck_header *)(rbuf + roff);
+      rhdr = (struct obuck_header *)(buf + roff);
+      whdr = (struct obuck_header *)(buf + woff);
+      if (roff == rsize)
+       {
+         more = 0;
+         goto next;
+       }
       if (rhdr->magic != OBUCK_MAGIC ||
          rhdr->oid != OBUCK_OID_DELETED && rhdr->oid != (oid_t)(r_bucket_start >> OBUCK_SHIFT))
        {
          msg = "header mismatch";
          goto broken;
        }
-      l = (sizeof(struct obuck_header) + rhdr->length + 4 + OBUCK_ALIGN - 1) & ~(OBUCK_ALIGN-1);
-      if (l > obuck_shake_buflen)
+      l = obuck_bucket_size(rhdr->length);
+      if (l > buflen)
        {
          if (rhdr->oid != OBUCK_OID_DELETED)
            {
              msg = "bucket longer than ShakeBufSize";
              goto broken;
            }
-         rstart = r_bucket_start + l;
-         roff = 0;
-         rsize = 0;
-         goto reread;
+         /* Empty buckets are allowed to be large, but we need to handle them extra */
+         DBG("Tricking around an extra-large empty bucket at %Lx + %x", (long long)r_bucket_start, l);
+         rsize = roff + l;
        }
-      if (rsize - roff < l)
-       goto reread;
-      if (GET_U32(rbuf + roff + l - 4) != OBUCK_TRAILER)
+      else
        {
-         msg = "missing trailer";
-         goto broken;
+         if (rsize - roff < l)
+           {
+             more = l - (rsize - roff);
+             goto next;
+           }
+         if (GET_U32((byte *)rhdr + l - 4) != OBUCK_TRAILER)
+           {
+             msg = "missing trailer";
+             goto broken;
+           }
        }
       if (rhdr->oid != OBUCK_OID_DELETED)
        {
-         if (kibitz(rhdr, w_bucket_start >> OBUCK_SHIFT, (byte *)(rhdr+1)))
+         int status = kibitz(rhdr, w_bucket_start >> OBUCK_SHIFT, (byte *)(rhdr+1));
+         if (status)
            {
-             if (r_bucket_start == w_bucket_start)
+             int lnew = l;
+             if (status > 1)
                {
-                 /* No copying needed now nor ever in the past, hence woff==0 */
-                 wstart += l;
-               }
-             else
-               {
-                 if (obuck_shake_buflen - woff < l)
-                   {
-                     if (sh_pwrite(obuck_fd, wbuf, woff, wstart) != woff)
-                       die("obuck_shakedown write failed: %m");
-                     wstart += woff;
-                     woff = 0;
-                   }
-                 whdr = (struct obuck_header *)(wbuf+woff);
-                 memcpy(whdr, rhdr, l);
-                 whdr->oid = w_bucket_start >> OBUCK_SHIFT;
-                 woff += l;
+                 /* Changed! Reconstruct the trailer. */
+                 lnew = obuck_bucket_size(rhdr->length);
+                 ASSERT(lnew <= l);
+                 PUT_U32((byte *)rhdr + lnew - 4, OBUCK_TRAILER);
+                 changed = 1;
                }
+             whdr = (struct obuck_header *)(buf+woff);
+             if (rhdr != whdr)
+               memmove(whdr, rhdr, lnew);
+             whdr->oid = w_bucket_start >> OBUCK_SHIFT;
+             woff += lnew;
            }
+         else
+           changed = 1;
        }
       else
-       kibitz(rhdr, OBUCK_OID_DELETED, NULL);
+       {
+         kibitz(rhdr, OBUCK_OID_DELETED, NULL);
+         changed = 1;
+       }
       roff += l;
       continue;
 
-    reread:
-      if (roff)
+    next:
+      if (changed)
        {
-         memmove(rbuf, rbuf+roff, rsize-roff);
-         rsize -= roff;
-         rstart += roff;
-         roff = 0;
+         /* Write the new contents of the bucket file */
+         if (!wrote_anything)
+           {
+             if (obuck_shake_security)
+               {
+                 /* But first write a backup at the end of the file to ensure nothing can be lost. */
+                 shake_write_backup(r_file_size, buf, woff, buf+roff, rsize-roff, rstart+roff, more);
+                 shake_sync();
+               }
+             wrote_anything = 1;
+           }
+         if (woff)
+           {
+             DBG("Write %Lx %x", wstart, woff);
+             shake_write(buf, woff, wstart);
+             shake_sync();
+           }
        }
-      l = sh_pread(obuck_fd, rbuf+rsize, obuck_shake_buflen-rsize, rstart+rsize);
+      else
+       ASSERT(wstart == rstart);
+
+      /* In any case, update the write position */
+      wstart += woff;
+      woff = 0;
+
+      /* Skip what's been read and if there is any fragment at the end of the buffer, move it to the start */
+      rstart += roff;
+      if (more)
+       {
+         memmove(buf, buf+roff, rsize-roff);
+         rsize = rsize-roff;
+       }
+      else
+       rsize = 0;
+
+      /* And refill the buffer */
+      r_bucket_start = rstart+rsize;   /* Also needed for error messages */
+      l = sh_pread(obuck_fd, buf+rsize, MIN(buflen-rsize, r_file_size - r_bucket_start), r_bucket_start);
+      DBG("Read  %Lx %x (%x inherited)", (long long)r_bucket_start, l, rsize);
       if (l < 0)
        die("obuck_shakedown read error: %m");
       if (!l)
        {
-         if (!rsize)
+         if (!more)
            break;
          msg = "unexpected EOF";
          goto broken;
        }
+      if (l & (OBUCK_ALIGN-1))
+       {
+         msg = "garbage at the end of file";
+         goto broken;
+       }
       rsize += l;
+      roff = 0;
     }
-  if (woff)
-    {
-      if (sh_pwrite(obuck_fd, wbuf, woff, wstart) != woff)
-       die("obuck_shakedown write failed: %m");
-      wstart += woff;
-    }
+
+  DBG("Finished at position %Lx", (long long) wstart);
   sh_ftruncate(obuck_fd, wstart);
+  shake_sync();
 
   obuck_unlock();
-  xfree(rbuf);
-  xfree(wbuf);
+  xfree(buf);
   return;
 
  broken:
-  log(L_ERROR, "Error during object pool shakedown: %s (pos=%Ld, id=%x), gathering debris", msg, (long long) r_bucket_start, (uns)(r_bucket_start >> OBUCK_SHIFT));
-  if (woff)
-    {
-      sh_pwrite(obuck_fd, wbuf, woff, wstart);
-      wstart += woff;
-    }
-  while (wstart + OBUCK_ALIGN <= r_bucket_start)
-    {
-      u32 check = OBUCK_TRAILER;
-      obuck_hdr.magic = OBUCK_MAGIC;
-      obuck_hdr.oid = OBUCK_OID_DELETED;
-      if (r_bucket_start - wstart < 0x40000000)
-       obuck_hdr.length = r_bucket_start - wstart - sizeof(obuck_hdr) - 4;
-      else
-       obuck_hdr.length = 0x40000000 - sizeof(obuck_hdr) - 4;
-      sh_pwrite(obuck_fd, &obuck_hdr, sizeof(obuck_hdr), wstart);
-      wstart += sizeof(obuck_hdr) + obuck_hdr.length + 4;
-      sh_pwrite(obuck_fd, &check, 4, wstart-4);
-    }
+  log(L_ERROR, "Error during object pool shakedown: %s (pos=%Ld, id=%x), gathering debris",
+      msg, (long long) r_bucket_start, (uns)(r_bucket_start >> OBUCK_SHIFT));
+  /*
+   * We can attempt to clean up the bucket file by erasing everything between the last
+   * byte written and the next byte to be read. If the secure mode is switched on, we can
+   * guarantee that no data are lost, only some might be duplicated.
+   */
+  shake_erase(wstart, rstart);
   die("Fatal error during object pool shakedown");
 }
 
@@ -578,6 +775,11 @@ obuck_shakedown(int (*kibitz)(struct obuck_header *old, oid_t new, byte *buck))
 #define KILLPERC 13
 #define LEN(i) ((259309*(i))%MAXLEN)
 
+static int test_kibitz(struct obuck_header *h, oid_t new, byte *buck)
+{
+  return 1;
+}
+
 int main(int argc, char **argv)
 {
   int ids[COUNT];
@@ -628,6 +830,7 @@ int main(int argc, char **argv)
          die("EOF mismatch");
        bclose(b);
       }
+  obuck_shakedown(test_kibitz);
   if (obuck_find_first(&h, 0))
     do
       {