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.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
  42 /* Unfortunately a glib hash table is only guaranteed to be able to store
  43  * 32-bit keys if we use the key directly.  If we want 64-bit inode numbers,
  44  * we'll have to allocate memory to store the 64-bit inumber, and use a pointer
  45  * to it.  Rather than allocate the memory for the key, we'll just include a
  46  * pointer to the 64-bit inum stored in the inode itself, so that we don't need
  47  * to do any more memory management.  */
  48 static guint bluesky_fs_key_hash_func(gconstpointer key)
  49 {
  50     uint64_t inum = *(const uint64_t *)key;
  51     return (guint)inum;
  52 }
  53
  54 static gboolean bluesky_fs_key_equal_func(gconstpointer a, gconstpointer b)
  55 {
  56     uint64_t i1 = *(const uint64_t *)a;
  57     uint64_t i2 = *(const uint64_t *)b;
  58     return i1 == i2;
  59 }
  60
  61 /* Filesystem-level operations.  A filesystem is like a directory tree that we
  62  * are willing to export. */
  63 BlueSkyFS *bluesky_new_fs(gchar *name)
  64 {
  65     BlueSkyFS *fs = g_new0(BlueSkyFS, 1);
  66     fs->lock = g_mutex_new();
  67     fs->name = g_strdup(name);
  68     fs->inodes = g_hash_table_new(bluesky_fs_key_hash_func,
  69                                   bluesky_fs_key_equal_func);
  70     fs->next_inum = BLUESKY_ROOT_INUM + 1;
  71     fs->store = bluesky_store_new("file");
  72
  73     return fs;
  74 }
  75
  76 BlueSkyFS *bluesky_init_fs(gchar *name, BlueSkyStore *store)
  77 {
  78     BlueSkyRCStr *data = bluesky_store_get(store, "superblock");
  79     if (data != NULL) {
  80         BlueSkyFS *fs = bluesky_deserialize_superblock(data->data);
  81         if (fs != NULL) {
  82             fs->store = store;
  83             g_print("Loaded filesystem superblock\n");
  84             g_free(fs->name);
  85             fs->name = g_strdup(name);
  86             return fs;
  87         }
  88     }
  89
  90     g_print("Initializing fresh filesystem\n");
  91     BlueSkyFS *fs = bluesky_new_fs(name);
  92     fs->store = store;
  93
  94     BlueSkyInode *root = bluesky_new_inode(BLUESKY_ROOT_INUM, fs,
  95                                            BLUESKY_DIRECTORY);
  96     root->nlink = 1;
  97     root->mode = 0755;
  98     bluesky_insert_inode(fs, root);
  99
 100     bluesky_inode_flush(fs, root);
 101     bluesky_superblock_flush(fs);
 102
 103     return fs;
 104 }
 105
 106 /* Inode reference counting. */
 107 void bluesky_inode_ref(BlueSkyInode *inode)
 108 {
 109     g_atomic_int_inc(&inode->refcount);
 110 }
 111
 112 void bluesky_inode_unref(BlueSkyInode *inode)
 113 {
 114     if (g_atomic_int_dec_and_test(&inode->refcount)) {
 115         g_error("Reference count for inode %"PRIu64" dropped to zero!\n",
 116                 inode->inum);
 117     }
 118 }
 119
 120 /* Allocate a fresh inode number which has not been used before within a
 121  * filesystem.  fs must already be locked. */
 122 uint64_t bluesky_fs_alloc_inode(BlueSkyFS *fs)
 123 {
 124     uint64_t inum;
 125
 126     inum = fs->next_inum;
 127     fs->next_inum++;
 128
 129     bluesky_superblock_flush(fs);
 130
 131     return inum;
 132 }
 133
 134 BlueSkyInode *bluesky_new_inode(uint64_t inum, BlueSkyFS *fs,
 135                                 BlueSkyFileType type)
 136 {
 137     BlueSkyInode *i = g_new0(BlueSkyInode, 1);
 138
 139     i->lock = g_mutex_new();
 140     i->refcount = 1;
 141     i->type = type;
 142     i->fs = fs;
 143     i->inum = inum;
 144
 145     switch (type) {
 146     case BLUESKY_REGULAR:
 147         i->blocks = g_array_new(FALSE, TRUE, sizeof(BlueSkyBlock));
 148         break;
 149     case BLUESKY_DIRECTORY:
 150         i->dirents = g_sequence_new(bluesky_dirent_destroy);
 151         i->dirhash = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 152         i->dirhash_folded = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 153         break;
 154     case BLUESKY_BLOCK:
 155     case BLUESKY_CHARACTER:
 156     case BLUESKY_SYMLINK:
 157     case BLUESKY_SOCKET:
 158     case BLUESKY_FIFO:
 159         break;
 160     }
 161
 162     return i;
 163 }
 164
 165 /* Retrieve an inode from the filesystem.  Eventually this will be a cache and
 166  * so we might need to go fetch the inode from elsewhere; for now all
 167  * filesystem state is stored here.  inode is returned locked with a reference
 168  * held. */
 169 BlueSkyInode *bluesky_get_inode(BlueSkyFS *fs, uint64_t inum)
 170 {
 171     BlueSkyInode *inode = NULL;
 172
 173     g_mutex_lock(fs->lock);
 174     inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
 175
 176     if (inode == NULL) {
 177         bluesky_inode_fetch(fs, inum);
 178         inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
 179     }
 180
 181     if (inode != NULL) {
 182         bluesky_inode_ref(inode);
 183     }
 184
 185     g_mutex_unlock(fs->lock);
 186
 187     return inode;
 188 }
 189
 190 /* Insert an inode into the filesystem inode cache.  fs should be locked. */
 191 void bluesky_insert_inode(BlueSkyFS *fs, BlueSkyInode *inode)
 192 {
 193     g_hash_table_insert(fs->inodes, &inode->inum, inode);
 194 }
 195
 196 /* Synchronize an inode to stable storage. */
 197 void bluesky_inode_flush(BlueSkyFS *fs, BlueSkyInode *inode)
 198 {
 199     GString *buf = g_string_new("");
 200     bluesky_serialize_inode(buf, inode);
 201
 202     gsize len = buf->len;
 203     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new(g_string_free(buf, FALSE), len);
 204
 205     char key[64];
 206     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inode->inum);
 207
 208     bluesky_store_put(fs->store, key, data);
 209 }
 210
 211 /* Fetch an inode from stable storage. */
 212 void bluesky_inode_fetch(BlueSkyFS *fs, uint64_t inum)
 213 {
 214     char key[64];
 215     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inum);
 216     BlueSkyRCStr *data = bluesky_store_get(fs->store, key);
 217     if (data == NULL)
 218         return;
 219
 220     BlueSkyInode *inode = bluesky_deserialize_inode(fs, data->data);
 221     if (inode != NULL) {
 222         bluesky_insert_inode(fs, inode);
 223         g_print("Loaded inode %"PRIu64"\n", inum);
 224     }
 225 }
 226
 227 /* Synchronize filesystem superblock to stable storage. */
 228 void bluesky_superblock_flush(BlueSkyFS *fs)
 229 {
 230     GString *buf = g_string_new("");
 231     bluesky_serialize_superblock(buf, fs);
 232
 233     g_print("Syncing superblock...\n");
 234
 235     gsize len = buf->len;
 236     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new(g_string_free(buf, FALSE), len);
 237     bluesky_store_put(fs->store, "superblock", data);
 238 }
 239