Implement basic full log replay.
[bluesky.git] / bluesky / log.c
index c8641b7..f8062cf 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)
+    uint8_t type;               // Object type + '0'
+    uint32_t offset;            // Starting byte offset of the log header
+    uint32_t size1;             // Size of the data item (bytes)
+    uint32_t size2;             //
+    uint32_t size3;             //
+    uint64_t inum;              // Inode which owns this data, if any
     BlueSkyCloudID id;          // Object identifier
 } __attribute__((packed));
 
@@ -177,9 +177,15 @@ 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 +199,13 @@ 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 +213,12 @@ 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));
@@ -217,6 +231,10 @@ static gpointer log_thread(gpointer d)
 
         offset += sizeof(header) + sizeof(footer) + item->data->len;
 
+        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
          * isn't yet on disk, it should at least be in the page cache and so
@@ -521,7 +539,8 @@ void bluesky_cachefile_gc(BlueSkyFS *fs)
             g_print("\n");
 
             gboolean deletion_candidate = FALSE;
-            if (g_atomic_int_get(&fs->log->disk_used) > DISK_CACHE_SIZE_TARGET
+            if (g_atomic_int_get(&fs->log->disk_used)
+                    > bluesky_options.cache_size
                 && g_atomic_int_get(&cachefile->refcount) == 0
                 && g_atomic_int_get(&cachefile->mapcount) == 0)
             {
@@ -560,3 +579,253 @@ void bluesky_cachefile_gc(BlueSkyFS *fs)
 
     g_mutex_unlock(fs->log->mmap_lock);
 }
+
+/******************************* 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 *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 gboolean validate_journal_item(const char *buf, size_t len, off_t offset)
+{
+    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;
+}
+
+/* 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)
+{
+    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);
+        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_string_unref(log_item->data);
+    log_item->data = NULL;
+    log_item->location_flags = CLOUDLOG_JOURNAL;
+
+    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);
+        }
+        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_array_unref(log_item->links);
+    log_item->links = new_links;
+}
+
+static void bluesky_replay_scan_journal2(BlueSkyFS *fs, GList **objects,
+                                         int log_seq,
+                                         const char *buf, size_t len)
+{
+    const struct log_header *header;
+    off_t offset = 0;
+
+    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);
+
+        g_mutex_lock(fs->lock);
+        BlueSkyCloudLog *log_item;
+        log_item = g_hash_table_lookup(fs->locations, &header->id);
+        if (log_item == NULL) {
+            log_item = bluesky_cloudlog_new(fs, &header->id);
+            g_hash_table_insert(fs->locations, &log_item->id, log_item);
+            g_mutex_lock(log_item->lock);
+        } else {
+            bluesky_cloudlog_ref(log_item);
+            g_mutex_lock(log_item->lock);
+        }
+        g_mutex_unlock(fs->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);
+            if (!bluesky_deserialize_inode(inode, log_item))
+                g_print("Error deserializing inode %"PRIu64"\n", inum);
+            fs->next_inum = MAX(fs->next_inum, inum + 1);
+            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);
+    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));
+            g_mapped_file_unref(map);
+        }
+        g_free(filename);
+
+        g_free(logfiles->data);
+        logfiles = g_list_delete_link(logfiles, logfiles);
+    }
+    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;
+    int seq_num = 0;
+    while (TRUE) {
+        char *filename = g_strdup_printf("%s/journal-%08d",
+                                         log->log_directory, seq_num);
+        g_print("Replaying file %s\n", filename);
+        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,
+                                     g_mapped_file_get_contents(map),
+                                     g_mapped_file_get_length(map));
+        g_mapped_file_unref(map);
+        seq_num++;
+    }
+
+    while (objects != NULL) {
+        bluesky_cloudlog_unref((BlueSkyCloudLog *)objects->data);
+        objects = g_list_delete_link(objects, objects);
+    }
+}