bluesky/inode.c

   1 /* Blue Sky: File Systems in the Cloud
   2  *
   3  * Copyright (C) 2009  The Regents of the University of California
   4  * Written by Michael Vrable <mvrable@cs.ucsd.edu>
   5  *
   6  * TODO: Licensing
   7  */
   8
   9 #include <stdio.h>
  10 #include <stdint.h>
  11 #include <inttypes.h>
  12 #include <glib.h>
  13 #include <string.h>
  14
  15 #include "bluesky-private.h"
  16
  17 /* Core filesystem.  Different proxies, such as the NFSv3 one, interface to
  18  * this, but the core actually tracks the data which is stored.  So far we just
  19  * implement an in-memory filesystem, but eventually this will be state which
  20  * is persisted to the cloud. */
  21
  22 /* Return the current time, in microseconds since the epoch. */
  23 int64_t bluesky_get_current_time()
  24 {
  25     GTimeVal t;
  26     g_get_current_time(&t);
  27     return (int64_t)t.tv_sec * 1000000 + t.tv_usec;
  28 }
  29
  30 /* Update an inode to indicate that a modification was made.  This increases
  31  * the change counter, updates the ctime to the current time, and optionally
  32  * updates the mtime.  inode must already be locked. */
  33 void bluesky_inode_update_ctime(BlueSkyInode *inode, gboolean update_mtime)
  34 {
  35     int64_t now = bluesky_get_current_time();
  36     inode->change_count++;
  37     inode->ctime = now;
  38     if (update_mtime)
  39         inode->mtime = now;
  40
  41     if (inode->change_time == 0)
  42         inode->change_time = now;
  43 }
  44
  45 /* Unfortunately a glib hash table is only guaranteed to be able to store
  46  * 32-bit keys if we use the key directly.  If we want 64-bit inode numbers,
  47  * we'll have to allocate memory to store the 64-bit inumber, and use a pointer
  48  * to it.  Rather than allocate the memory for the key, we'll just include a
  49  * pointer to the 64-bit inum stored in the inode itself, so that we don't need
  50  * to do any more memory management.  */
  51 static guint bluesky_fs_key_hash_func(gconstpointer key)
  52 {
  53     uint64_t inum = *(const uint64_t *)key;
  54     return (guint)inum;
  55 }
  56
  57 static gboolean bluesky_fs_key_equal_func(gconstpointer a, gconstpointer b)
  58 {
  59     uint64_t i1 = *(const uint64_t *)a;
  60     uint64_t i2 = *(const uint64_t *)b;
  61     return i1 == i2;
  62 }
  63
  64 /* Filesystem-level operations.  A filesystem is like a directory tree that we
  65  * are willing to export. */
  66 BlueSkyFS *bluesky_new_fs(gchar *name)
  67 {
  68     BlueSkyFS *fs = g_new0(BlueSkyFS, 1);
  69     fs->lock = g_mutex_new();
  70     fs->name = g_strdup(name);
  71     fs->inodes = g_hash_table_new(bluesky_fs_key_hash_func,
  72                                   bluesky_fs_key_equal_func);
  73     fs->next_inum = BLUESKY_ROOT_INUM + 1;
  74     fs->store = bluesky_store_new("file");
  75
  76     return fs;
  77 }
  78
  79 BlueSkyFS *bluesky_init_fs(gchar *name, BlueSkyStore *store)
  80 {
  81     BlueSkyRCStr *data = bluesky_store_get(store, "superblock");
  82     if (data != NULL) {
  83         BlueSkyFS *fs = bluesky_deserialize_superblock(data->data);
  84         if (fs != NULL) {
  85             fs->store = store;
  86             g_print("Loaded filesystem superblock\n");
  87             g_free(fs->name);
  88             fs->name = g_strdup(name);
  89             return fs;
  90         }
  91     }
  92
  93     g_print("Initializing fresh filesystem\n");
  94     BlueSkyFS *fs = bluesky_new_fs(name);
  95     fs->store = store;
  96
  97     BlueSkyInode *root = bluesky_new_inode(BLUESKY_ROOT_INUM, fs,
  98                                            BLUESKY_DIRECTORY);
  99     root->nlink = 1;
 100     root->mode = 0755;
 101     bluesky_insert_inode(fs, root);
 102
 103     bluesky_inode_flush(fs, root);
 104     bluesky_superblock_flush(fs);
 105
 106     return fs;
 107 }
 108
 109 /* Inode reference counting. */
 110 void bluesky_inode_ref(BlueSkyInode *inode)
 111 {
 112     g_atomic_int_inc(&inode->refcount);
 113 }
 114
 115 void bluesky_inode_unref(BlueSkyInode *inode)
 116 {
 117     if (g_atomic_int_dec_and_test(&inode->refcount)) {
 118         g_error("Reference count for inode %"PRIu64" dropped to zero!\n",
 119                 inode->inum);
 120     }
 121 }
 122
 123 /* Allocate a fresh inode number which has not been used before within a
 124  * filesystem.  fs must already be locked. */
 125 uint64_t bluesky_fs_alloc_inode(BlueSkyFS *fs)
 126 {
 127     uint64_t inum;
 128
 129     inum = fs->next_inum;
 130     fs->next_inum++;
 131
 132     bluesky_superblock_flush(fs);
 133
 134     return inum;
 135 }
 136
 137 BlueSkyInode *bluesky_new_inode(uint64_t inum, BlueSkyFS *fs,
 138                                 BlueSkyFileType type)
 139 {
 140     BlueSkyInode *i = g_new0(BlueSkyInode, 1);
 141
 142     i->lock = g_mutex_new();
 143     i->refcount = 1;
 144     i->type = type;
 145     i->fs = fs;
 146     i->inum = inum;
 147
 148     switch (type) {
 149     case BLUESKY_REGULAR:
 150         i->blocks = g_array_new(FALSE, TRUE, sizeof(BlueSkyBlock));
 151         break;
 152     case BLUESKY_DIRECTORY:
 153         i->dirents = g_sequence_new(bluesky_dirent_destroy);
 154         i->dirhash = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 155         i->dirhash_folded = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 156         break;
 157     case BLUESKY_BLOCK:
 158     case BLUESKY_CHARACTER:
 159     case BLUESKY_SYMLINK:
 160     case BLUESKY_SOCKET:
 161     case BLUESKY_FIFO:
 162         break;
 163     }
 164
 165     return i;
 166 }
 167
 168 /* Retrieve an inode from the filesystem.  Eventually this will be a cache and
 169  * so we might need to go fetch the inode from elsewhere; for now all
 170  * filesystem state is stored here.  inode is returned locked with a reference
 171  * held. */
 172 BlueSkyInode *bluesky_get_inode(BlueSkyFS *fs, uint64_t inum)
 173 {
 174     BlueSkyInode *inode = NULL;
 175
 176     if (inum == 0) {
 177         return NULL;
 178     }
 179
 180     g_mutex_lock(fs->lock);
 181     inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
 182
 183     if (inode == NULL) {
 184         bluesky_inode_fetch(fs, inum);
 185         inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
 186     }
 187
 188     if (inode != NULL) {
 189         bluesky_inode_ref(inode);
 190     }
 191
 192     g_mutex_unlock(fs->lock);
 193
 194     return inode;
 195 }
 196
 197 /* Insert an inode into the filesystem inode cache.  fs should be locked. */
 198 void bluesky_insert_inode(BlueSkyFS *fs, BlueSkyInode *inode)
 199 {
 200     g_hash_table_insert(fs->inodes, &inode->inum, inode);
 201 }
 202
 203 /* Synchronize an inode to stable storage. */
 204 void bluesky_inode_flush(BlueSkyFS *fs, BlueSkyInode *inode)
 205 {
 206     GString *buf = g_string_new("");
 207     bluesky_serialize_inode(buf, inode);
 208     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new_from_gstring(buf);
 209
 210     char key[64];
 211     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inode->inum);
 212
 213     BlueSkyStoreAsync *async = bluesky_store_async_new(fs->store);
 214     async->op = STORE_OP_PUT;
 215     async->key = g_strdup(key);
 216     async->data = data;
 217     bluesky_store_async_submit(async);
 218     bluesky_store_async_unref(async);
 219 }
 220
 221 /* Fetch an inode from stable storage. */
 222 void bluesky_inode_fetch(BlueSkyFS *fs, uint64_t inum)
 223 {
 224     char key[64];
 225     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inum);
 226     BlueSkyRCStr *data = bluesky_store_get(fs->store, key);
 227     if (data == NULL)
 228         return;
 229
 230     BlueSkyInode *inode = bluesky_deserialize_inode(fs, data->data);
 231     if (inode != NULL) {
 232         bluesky_insert_inode(fs, inode);
 233     }
 234 }
 235
 236 /* Synchronize filesystem superblock to stable storage. */
 237 void bluesky_superblock_flush(BlueSkyFS *fs)
 238 {
 239     GString *buf = g_string_new("");
 240     bluesky_serialize_superblock(buf, fs);
 241     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new_from_gstring(buf);
 242
 243     g_print("Syncing superblock...\n");
 244
 245     BlueSkyStoreAsync *async = bluesky_store_async_new(fs->store);
 246     async->op = STORE_OP_PUT;
 247     async->key = g_strdup("superblock");
 248     async->data = data;
 249     bluesky_store_async_submit(async);
 250     bluesky_store_async_unref(async);
 251
 252     bluesky_store_sync(fs->store);
 253 }