Fix Amazon S3 store_lookup_last implementation.
[bluesky.git] / bluesky / log.c
index 5fd6e28..76d218a 100644 (file)
 // no absolute guarantees on the size of a log segment.
 #define LOG_SEGMENT_SIZE (1 << 22)
 
-// Target amount of disk space to use for the journal and cache files, in
-// kilobytes.
-#define DISK_CACHE_SIZE_TARGET (64 * 1024)
-
 #define HEADER_MAGIC 0x676f4c0a
 #define FOOTER_MAGIC 0x2e435243
 
-struct log_header {
-    uint32_t magic;             // HEADER_MAGIC
-    uint64_t offset;            // Starting byte offset of the log header
-    uint32_t size;              // Size of the data item (bytes)
-    BlueSkyCloudID id;          // Object identifier
-} __attribute__((packed));
-
-struct log_footer {
-    uint32_t magic;             // FOOTER_MAGIC
-    uint32_t crc;               // Computed from log_header to log_footer.magic
-} __attribute__((packed));
-
 static void writebuf(int fd, const char *buf, size_t len)
 {
     while (len > 0) {
@@ -83,7 +67,8 @@ static void log_commit(BlueSkyLog *log)
         g_mutex_lock(item->lock);
         bluesky_cloudlog_stats_update(item, -1);
         item->pending_write &= ~CLOUDLOG_JOURNAL;
-        item->location_flags |= CLOUDLOG_JOURNAL;
+        item->location_flags
+            = (item->location_flags & ~CLOUDLOG_UNCOMMITTED) | CLOUDLOG_JOURNAL;
         bluesky_cloudlog_stats_update(item, 1);
         g_cond_signal(item->cond);
         g_mutex_unlock(item->lock);
@@ -177,9 +162,15 @@ static gpointer log_thread(gpointer d)
         item->pending_write |= CLOUDLOG_JOURNAL;
         bluesky_cloudlog_stats_update(item, 1);
 
+        GString *data1 = g_string_new("");
+        GString *data2 = g_string_new("");
+        GString *data3 = g_string_new("");
+        bluesky_serialize_cloudlog(item, data1, data2, data3);
+
         struct log_header header;
         struct log_footer footer;
-        size_t size = sizeof(header) + sizeof(footer) + item->data->len;
+        size_t size = sizeof(header) + sizeof(footer);
+        size += data1->len + data2->len + data3->len;
         off_t offset = 0;
         if (log->fd >= 0)
             offset = lseek(log->fd, 0, SEEK_CUR);
@@ -193,9 +184,13 @@ static gpointer log_thread(gpointer d)
         }
 
         header.magic = GUINT32_TO_LE(HEADER_MAGIC);
-        header.offset = GUINT64_TO_LE(offset);
-        header.size = GUINT32_TO_LE(item->data->len);
+        header.offset = GUINT32_TO_LE(offset);
+        header.size1 = GUINT32_TO_LE(data1->len);
+        header.size2 = GUINT32_TO_LE(data2->len);
+        header.size3 = GUINT32_TO_LE(data3->len);
+        header.type = item->type + '0';
         header.id = item->id;
+        header.inum = GUINT64_TO_LE(item->inum);
         footer.magic = GUINT32_TO_LE(FOOTER_MAGIC);
 
         uint32_t crc = BLUESKY_CRC32C_SEED;
@@ -203,8 +198,12 @@ static gpointer log_thread(gpointer d)
         writebuf(log->fd, (const char *)&header, sizeof(header));
         crc = crc32c(crc, (const char *)&header, sizeof(header));
 
-        writebuf(log->fd, item->data->data, item->data->len);
-        crc = crc32c(crc, item->data->data, item->data->len);
+        writebuf(log->fd, data1->str, data1->len);
+        crc = crc32c(crc, data1->str, data1->len);
+        writebuf(log->fd, data2->str, data2->len);
+        crc = crc32c(crc, data2->str, data2->len);
+        writebuf(log->fd, data3->str, data3->len);
+        crc = crc32c(crc, data3->str, data3->len);
 
         crc = crc32c(crc, (const char *)&footer,
                      sizeof(footer) - sizeof(uint32_t));
@@ -212,10 +211,15 @@ static gpointer log_thread(gpointer d)
         writebuf(log->fd, (const char *)&footer, sizeof(footer));
 
         item->log_seq = log->seq_num;
-        item->log_offset = offset + sizeof(header);
-        item->log_size = item->data->len;
+        item->log_offset = offset;
+        item->log_size = size;
+        item->data_size = item->data->len;
 
-        offset += sizeof(header) + sizeof(footer) + item->data->len;
+        offset += size;
+
+        g_string_free(data1, TRUE);
+        g_string_free(data2, TRUE);
+        g_string_free(data3, TRUE);
 
         /* Replace the log item's string data with a memory-mapped copy of the
          * data, now that it has been written to the log file.  (Even if it
@@ -225,7 +229,7 @@ static gpointer log_thread(gpointer d)
         item->data = NULL;
         bluesky_cloudlog_fetch(item);
 
-        log->committed  = g_slist_prepend(log->committed, item);
+        log->committed = g_slist_prepend(log->committed, item);
         g_atomic_int_add(&item->data_lock_count, -1);
         g_mutex_unlock(item->lock);
 
@@ -249,6 +253,20 @@ BlueSkyLog *bluesky_log_new(const char *log_directory)
     log->mmap_lock = g_mutex_new();
     log->mmap_cache = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 
+    /* Determine the highest-numbered log file, so that we can start writing
+     * out new journal entries at the next sequence number. */
+    GDir *dir = g_dir_open(log_directory, 0, NULL);
+    if (dir != NULL) {
+        const gchar *file;
+        while ((file = g_dir_read_name(dir)) != NULL) {
+            if (strncmp(file, "journal-", 8) == 0) {
+                log->seq_num = MAX(log->seq_num, atoi(&file[8]) + 1);
+            }
+        }
+        g_dir_close(dir);
+        g_print("Starting journal at sequence number %d\n", log->seq_num);
+    }
+
     log->dirfd = open(log->log_directory, O_DIRECTORY);
     if (log->dirfd < 0) {
         fprintf(stderr, "Unable to open logging directory: %m\n");
@@ -262,9 +280,12 @@ BlueSkyLog *bluesky_log_new(const char *log_directory)
 
 void bluesky_log_item_submit(BlueSkyCloudLog *item, BlueSkyLog *log)
 {
-    bluesky_cloudlog_ref(item);
-    g_atomic_int_add(&item->data_lock_count, 1);
-    g_async_queue_push(log->queue, item);
+    if (!(item->location_flags & CLOUDLOG_JOURNAL)) {
+        bluesky_cloudlog_ref(item);
+        item->location_flags |= CLOUDLOG_UNCOMMITTED;
+        g_atomic_int_add(&item->data_lock_count, 1);
+        g_async_queue_push(log->queue, item);
+    }
 }
 
 void bluesky_log_finish_all(GList *log_items)
@@ -273,7 +294,7 @@ void bluesky_log_finish_all(GList *log_items)
         BlueSkyCloudLog *item = (BlueSkyCloudLog *)log_items->data;
 
         g_mutex_lock(item->lock);
-        while ((item->pending_write & CLOUDLOG_JOURNAL))
+        while ((item->location_flags & CLOUDLOG_UNCOMMITTED))
             g_cond_wait(item->cond, item->lock);
         g_mutex_unlock(item->lock);
         bluesky_cloudlog_unref(item);
@@ -282,6 +303,48 @@ void bluesky_log_finish_all(GList *log_items)
     }
 }
 
+/* Return a committed cloud log record that can be used as a watermark for how
+ * much of the journal has been written. */
+BlueSkyCloudLog *bluesky_log_get_commit_point(BlueSkyFS *fs)
+{
+    BlueSkyCloudLog *marker = bluesky_cloudlog_new(fs, NULL);
+    marker->type = LOGTYPE_JOURNAL_MARKER;
+    marker->data = bluesky_string_new(g_strdup(""), 0);
+    bluesky_cloudlog_stats_update(marker, 1);
+    bluesky_cloudlog_sync(marker);
+
+    g_mutex_lock(marker->lock);
+    while ((marker->pending_write & CLOUDLOG_JOURNAL))
+        g_cond_wait(marker->cond, marker->lock);
+    g_mutex_unlock(marker->lock);
+
+    return marker;
+}
+
+void bluesky_log_write_commit_point(BlueSkyFS *fs, BlueSkyCloudLog *marker)
+{
+    BlueSkyCloudLog *commit = bluesky_cloudlog_new(fs, NULL);
+    commit->type = LOGTYPE_JOURNAL_CHECKPOINT;
+
+    uint32_t seq, offset;
+    seq = GUINT32_TO_LE(marker->log_seq);
+    offset = GUINT32_TO_LE(marker->log_offset);
+    GString *loc = g_string_new("");
+    g_string_append_len(loc, (const gchar *)&seq, sizeof(seq));
+    g_string_append_len(loc, (const gchar *)&offset, sizeof(offset));
+    commit->data = bluesky_string_new_from_gstring(loc);
+    bluesky_cloudlog_stats_update(commit, 1);
+    bluesky_cloudlog_sync(commit);
+
+    g_mutex_lock(commit->lock);
+    while ((commit->location_flags & CLOUDLOG_UNCOMMITTED))
+        g_cond_wait(commit->cond, commit->lock);
+    g_mutex_unlock(commit->lock);
+
+    bluesky_cloudlog_unref(marker);
+    bluesky_cloudlog_unref(commit);
+}
+
 /* Memory-map the given log object into memory (read-only) and return a pointer
  * to it. */
 static int page_size = 0;
@@ -320,6 +383,9 @@ static void cloudlog_fetch_complete(BlueSkyStoreAsync *async,
         char *pathname = g_strdup_printf("%s/%s",
                                          cachefile->log->log_directory,
                                          cachefile->filename);
+        async->data = bluesky_string_dup(async->data);
+        bluesky_cloudlog_decrypt(async->data->data, async->data->len,
+                                 cachefile->fs->keys);
         if (!g_file_set_contents(pathname, async->data->data, async->data->len,
                                  NULL))
             g_print("Error writing out fetched file to cache!\n");
@@ -443,8 +509,6 @@ BlueSkyRCStr *bluesky_log_map_object(BlueSkyFS *fs, int log_dir,
         close(fd);
     }
 
-    g_mutex_unlock(log->mmap_lock);
-
     BlueSkyRCStr *str;
     map->atime = bluesky_get_current_time();
     str = bluesky_string_new_from_mmap(map, log_offset, log_size);
@@ -470,80 +534,267 @@ void bluesky_mmap_unref(BlueSkyCacheFile *mmap)
     }
 }
 
-/* Scan through all currently-stored files in the journal/cache and garbage
- * collect old unused ones, if needed. */
-static void gather_cachefiles(gpointer key, gpointer value, gpointer user_data)
+/******************************* JOURNAL REPLAY *******************************
+ * The journal replay code is used to recover filesystem state after a
+ * filesystem restart.  We first look for the most recent commit record in the
+ * journal, which indicates the point before which all data in the journal has
+ * also been committed to the cloud.  Then, we read in all data in the log past
+ * that point.
+ */
+static GList *directory_contents(const char *dirname)
 {
-    GList **files = (GList **)user_data;
-    *files = g_list_prepend(*files, value);
+    GList *contents = NULL;
+    GDir *dir = g_dir_open(dirname, 0, NULL);
+    if (dir == NULL) {
+        g_warning("Unable to open journal directory: %s", dirname);
+        return NULL;
+    }
+
+    const gchar *file;
+    while ((file = g_dir_read_name(dir)) != NULL) {
+        if (strncmp(file, "journal-", 8) == 0)
+            contents = g_list_prepend(contents, g_strdup(file));
+    }
+    g_dir_close(dir);
+
+    contents = g_list_sort(contents, (GCompareFunc)strcmp);
+
+    return contents;
 }
 
-static gint compare_cachefiles(gconstpointer a, gconstpointer b)
+static gboolean validate_journal_item(const char *buf, size_t len, off_t offset)
 {
-    int64_t ta, tb;
-
-    ta = ((BlueSkyCacheFile *)a)->atime;
-    tb = ((BlueSkyCacheFile *)b)->atime;
-    if (ta < tb)
-        return -1;
-    else if (ta > tb)
-        return 1;
-    else
-        return 0;
+    const struct log_header *header;
+    const struct log_footer *footer;
+
+    if (offset + sizeof(struct log_header) + sizeof(struct log_footer) > len)
+        return FALSE;
+
+    header = (const struct log_header *)(buf + offset);
+    if (GUINT32_FROM_LE(header->magic) != HEADER_MAGIC)
+        return FALSE;
+    if (GUINT32_FROM_LE(header->offset) != offset)
+        return FALSE;
+    size_t size = GUINT32_FROM_LE(header->size1)
+                   + GUINT32_FROM_LE(header->size2)
+                   + GUINT32_FROM_LE(header->size3);
+
+    off_t footer_offset = offset + sizeof(struct log_header) + size;
+    if (footer_offset + sizeof(struct log_footer) > len)
+        return FALSE;
+    footer = (const struct log_footer *)(buf + footer_offset);
+
+    if (GUINT32_FROM_LE(footer->magic) != FOOTER_MAGIC)
+        return FALSE;
+
+    uint32_t crc = crc32c(BLUESKY_CRC32C_SEED, buf + offset,
+                          sizeof(struct log_header) + sizeof(struct log_footer)
+                          + size);
+    if (crc != BLUESKY_CRC32C_VALIDATOR) {
+        g_warning("Journal entry failed to validate: CRC %08x != %08x",
+                  crc, BLUESKY_CRC32C_VALIDATOR);
+        return FALSE;
+    }
+
+    return TRUE;
 }
 
-void bluesky_cachefile_gc(BlueSkyFS *fs)
+/* Scan through a journal segment to extract correctly-written items (those
+ * that pass sanity checks and have a valid checksum). */
+static void bluesky_replay_scan_journal(const char *buf, size_t len,
+                                        uint32_t *seq, uint32_t *start_offset)
 {
-    GList *files = NULL;
-
-    g_mutex_lock(fs->log->mmap_lock);
-    g_hash_table_foreach(fs->log->mmap_cache, gather_cachefiles, &files);
-
-    /* Sort based on atime.  The atime should be stable since it shouln't be
-     * updated except by threads which can grab the mmap_lock, which we already
-     * hold. */
-    files = g_list_sort(files, compare_cachefiles);
-
-    /* Walk the list of files, starting with the oldest, deleting files if
-     * possible until enough space has been reclaimed. */
-    g_print("\nScanning cache: (total size = %d kB)\n", fs->log->disk_used);
-    while (files != NULL) {
-        BlueSkyCacheFile *cachefile = (BlueSkyCacheFile *)files->data;
-        /* Try to lock the structure, but if the lock is held by another thread
-         * then we'll just skip the file on this pass. */
-        if (g_mutex_trylock(cachefile->lock)) {
-            int64_t age = bluesky_get_current_time() - cachefile->atime;
-            g_print("%s addr=%p mapcount=%d refcount=%d atime_age=%f",
-                    cachefile->filename, cachefile->addr, cachefile->mapcount,
-                    cachefile->refcount, age / 1e6);
-            if (cachefile->fetching)
-                g_print(" (fetching)");
-            g_print("\n");
-
-            if (g_atomic_int_get(&fs->log->disk_used) > DISK_CACHE_SIZE_TARGET
-                && g_atomic_int_get(&cachefile->refcount) == 0
-                && g_atomic_int_get(&cachefile->mapcount) == 0)
-            {
-                g_print("   ...deleting\n");
-                if (unlinkat(fs->log->dirfd, cachefile->filename, 0) < 0) {
-                    fprintf(stderr, "Unable to unlink journal %s: %m\n",
-                            cachefile->filename);
-                }
-
-                g_atomic_int_add(&fs->log->disk_used, -(cachefile->len / 1024));
-                g_hash_table_remove(fs->log->mmap_cache, cachefile->filename);
-                g_mutex_unlock(cachefile->lock);
-                g_mutex_free(cachefile->lock);
-                g_cond_free(cachefile->cond);
-                g_free(cachefile->filename);
-                g_free(cachefile);
-            } else {
-                g_mutex_unlock(cachefile->lock);
+    const struct log_header *header;
+    off_t offset = 0;
+
+    while (validate_journal_item(buf, len, offset)) {
+        header = (const struct log_header *)(buf + offset);
+        size_t size = GUINT32_FROM_LE(header->size1)
+                       + GUINT32_FROM_LE(header->size2)
+                       + GUINT32_FROM_LE(header->size3);
+
+        if (header->type - '0' == LOGTYPE_JOURNAL_CHECKPOINT) {
+            const uint32_t *data = (const uint32_t *)((const char *)header + sizeof(struct log_header));
+            *seq = GUINT32_FROM_LE(data[0]);
+            *start_offset = GUINT32_FROM_LE(data[1]);
+        }
+
+        offset += sizeof(struct log_header) + size + sizeof(struct log_footer);
+    }
+}
+
+static void reload_item(BlueSkyCloudLog *log_item,
+                        const char *data,
+                        size_t len1, size_t len2, size_t len3)
+{
+    BlueSkyFS *fs = log_item->fs;
+    /*const char *data1 = data;*/
+    const BlueSkyCloudID *data2
+        = (const BlueSkyCloudID *)(data + len1);
+    /*const BlueSkyCloudPointer *data3
+        = (const BlueSkyCloudPointer *)(data + len1 + len2);*/
+
+    bluesky_cloudlog_stats_update(log_item, -1);
+    bluesky_string_unref(log_item->data);
+    log_item->data = NULL;
+    log_item->location_flags = CLOUDLOG_JOURNAL;
+    bluesky_cloudlog_stats_update(log_item, 1);
+
+    BlueSkyCloudID id0;
+    memset(&id0, 0, sizeof(id0));
+
+    int link_count = len2 / sizeof(BlueSkyCloudID);
+    GArray *new_links = g_array_new(FALSE, TRUE, sizeof(BlueSkyCloudLog *));
+    for (int i = 0; i < link_count; i++) {
+        BlueSkyCloudID id = data2[i];
+        BlueSkyCloudLog *ref = NULL;
+        if (memcmp(&id, &id0, sizeof(BlueSkyCloudID)) != 0) {
+            g_mutex_lock(fs->lock);
+            ref = g_hash_table_lookup(fs->locations, &id);
+            if (ref != NULL) {
+                bluesky_cloudlog_ref(ref);
             }
+            g_mutex_unlock(fs->lock);
         }
-        files = g_list_delete_link(files, files);
+        g_array_append_val(new_links, ref);
+    }
+
+    for (int i = 0; i < log_item->links->len; i++) {
+        BlueSkyCloudLog *c = g_array_index(log_item->links,
+                                           BlueSkyCloudLog *, i);
+        bluesky_cloudlog_unref(c);
     }
-    g_list_free(files);
+    g_array_unref(log_item->links);
+    log_item->links = new_links;
+}
 
-    g_mutex_unlock(fs->log->mmap_lock);
+static void bluesky_replay_scan_journal2(BlueSkyFS *fs, GList **objects,
+                                         int log_seq, int start_offset,
+                                         const char *buf, size_t len)
+{
+    const struct log_header *header;
+    off_t offset = start_offset;
+
+    while (validate_journal_item(buf, len, offset)) {
+        header = (const struct log_header *)(buf + offset);
+        g_print("In replay found valid item at offset %zd\n", offset);
+        size_t size = GUINT32_FROM_LE(header->size1)
+                       + GUINT32_FROM_LE(header->size2)
+                       + GUINT32_FROM_LE(header->size3);
+
+        BlueSkyCloudLog *log_item = bluesky_cloudlog_get(fs, header->id);
+        g_mutex_lock(log_item->lock);
+        *objects = g_list_prepend(*objects, log_item);
+
+        log_item->inum = GUINT64_FROM_LE(header->inum);
+        reload_item(log_item, buf + offset + sizeof(struct log_header),
+                    GUINT32_FROM_LE(header->size1),
+                    GUINT32_FROM_LE(header->size2),
+                    GUINT32_FROM_LE(header->size3));
+        log_item->log_seq = log_seq;
+        log_item->log_offset = offset + sizeof(struct log_header);
+        log_item->log_size = header->size1;
+
+        bluesky_string_unref(log_item->data);
+        log_item->data = bluesky_string_new(g_memdup(buf + offset + sizeof(struct log_header), GUINT32_FROM_LE(header->size1)), GUINT32_FROM_LE(header->size1));
+
+        /* For any inodes which were read from the journal, deserialize the
+         * inode information, overwriting any old inode data. */
+        if (header->type - '0' == LOGTYPE_INODE) {
+            uint64_t inum = GUINT64_FROM_LE(header->inum);
+            BlueSkyInode *inode;
+            g_mutex_lock(fs->lock);
+            inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
+            if (inode == NULL) {
+                inode = bluesky_new_inode(inum, fs, BLUESKY_PENDING);
+                inode->change_count = 0;
+                bluesky_insert_inode(fs, inode);
+            }
+            g_mutex_lock(inode->lock);
+            bluesky_inode_free_resources(inode);
+            if (!bluesky_deserialize_inode(inode, log_item))
+                g_print("Error deserializing inode %"PRIu64"\n", inum);
+            fs->next_inum = MAX(fs->next_inum, inum + 1);
+            bluesky_list_unlink(&fs->accessed_list, inode->accessed_list);
+            inode->accessed_list = bluesky_list_prepend(&fs->accessed_list, inode);
+            bluesky_list_unlink(&fs->dirty_list, inode->dirty_list);
+            inode->dirty_list = bluesky_list_prepend(&fs->dirty_list, inode);
+            bluesky_list_unlink(&fs->unlogged_list, inode->unlogged_list);
+            inode->unlogged_list = NULL;
+            inode->change_cloud = inode->change_commit;
+            bluesky_cloudlog_ref(log_item);
+            bluesky_cloudlog_unref(inode->committed_item);
+            inode->committed_item = log_item;
+            g_mutex_unlock(inode->lock);
+            g_mutex_unlock(fs->lock);
+        }
+        bluesky_string_unref(log_item->data);
+        log_item->data = NULL;
+        g_mutex_unlock(log_item->lock);
+
+        offset += sizeof(struct log_header) + size + sizeof(struct log_footer);
+    }
+}
+
+void bluesky_replay(BlueSkyFS *fs)
+{
+    BlueSkyLog *log = fs->log;
+    GList *logfiles = directory_contents(log->log_directory);
+
+    /* Scan through log files in reverse order to find the most recent commit
+     * record. */
+    logfiles = g_list_reverse(logfiles);
+    uint32_t seq_num = 0, start_offset = 0;
+    while (logfiles != NULL) {
+        char *filename = g_strdup_printf("%s/%s", log->log_directory,
+                                         (char *)logfiles->data);
+        g_print("Scanning file %s\n", filename);
+        GMappedFile *map = g_mapped_file_new(filename, FALSE, NULL);
+        if (map == NULL) {
+            g_warning("Mapping logfile %s failed!\n", filename);
+        } else {
+            bluesky_replay_scan_journal(g_mapped_file_get_contents(map),
+                                        g_mapped_file_get_length(map),
+                                        &seq_num, &start_offset);
+            g_mapped_file_unref(map);
+        }
+        g_free(filename);
+
+        g_free(logfiles->data);
+        logfiles = g_list_delete_link(logfiles, logfiles);
+        if (seq_num != 0 || start_offset != 0)
+            break;
+    }
+    g_list_foreach(logfiles, (GFunc)g_free, NULL);
+    g_list_free(logfiles);
+
+    /* Now, scan forward starting from the given point in the log to
+     * reconstruct all filesystem state.  As we reload objects we hold a
+     * reference to each loaded object.  At the end we free all these
+     * references, so that any objects which were not linked into persistent
+     * filesystem data structures are freed. */
+    GList *objects = NULL;
+    while (TRUE) {
+        char *filename = g_strdup_printf("%s/journal-%08d",
+                                         log->log_directory, seq_num);
+        g_print("Replaying file %s from offset %d\n", filename, start_offset);
+        GMappedFile *map = g_mapped_file_new(filename, FALSE, NULL);
+        g_free(filename);
+        if (map == NULL) {
+            g_warning("Mapping logfile failed, assuming end of journal\n");
+            break;
+        }
+
+        bluesky_replay_scan_journal2(fs, &objects, seq_num, start_offset,
+                                     g_mapped_file_get_contents(map),
+                                     g_mapped_file_get_length(map));
+        g_mapped_file_unref(map);
+        seq_num++;
+        start_offset = 0;
+    }
+
+    while (objects != NULL) {
+        bluesky_cloudlog_unref((BlueSkyCloudLog *)objects->data);
+        objects = g_list_delete_link(objects, objects);
+    }
 }