bluesky/file.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 <stdint.h>
  10 #include <glib.h>
  11 #include <string.h>
  12 #include <inttypes.h>
  13
  14 #include "bluesky-private.h"
  15
  16 /* Core filesystem: handling of regular files and caching of file data. */
  17
  18 /* Mark a given block dirty and make sure that data is faulted in so that it
  19  * can be written to. */
  20 void bluesky_block_touch(BlueSkyInode *inode, uint64_t i)
  21 {
  22     g_return_if_fail(i < inode->blocks->len);
  23     BlueSkyBlock *block = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock, i);
  24
  25     gsize block_len;
  26     if (i < inode->blocks->len - 1) {
  27         block_len = BLUESKY_BLOCK_SIZE;
  28     } else {
  29         block_len = inode->size - i * BLUESKY_BLOCK_SIZE;
  30     }
  31
  32     switch (block->type) {
  33     case BLUESKY_BLOCK_ZERO:
  34         g_print("Allocating zero block of size %zd\n", block_len);
  35         block->data = bluesky_string_new(g_malloc0(block_len), block_len);
  36         break;
  37     case BLUESKY_BLOCK_REF:
  38         bluesky_block_fetch(inode->fs, block);
  39         g_assert(block->type == BLUESKY_BLOCK_CACHED);
  40         /* Fall through */
  41     case BLUESKY_BLOCK_CACHED:
  42     case BLUESKY_BLOCK_DIRTY:
  43         block->data = bluesky_string_dup(block->data);
  44         break;
  45     }
  46
  47     block->type = BLUESKY_BLOCK_DIRTY;
  48 }
  49
  50 /* Set the size of a file.  This will truncate or extend the file as needed.
  51  * Newly-allocated bytes are zeroed. */
  52 void bluesky_file_truncate(BlueSkyInode *inode, uint64_t size)
  53 {
  54     g_return_if_fail(size <= BLUESKY_MAX_FILE_SIZE);
  55
  56     if (size == inode->size)
  57         return;
  58
  59     g_print("Truncating file to %"PRIi64" bytes\n", size);
  60
  61     uint64_t blocks = (size + BLUESKY_BLOCK_SIZE - 1) / BLUESKY_BLOCK_SIZE;
  62
  63     if (blocks > inode->blocks->len) {
  64         /* Need to add new blocks to the end of a file.  New block structures
  65          * are automatically zeroed, which initializes them to be pointers to
  66          * zero blocks so we don't need to do any more work.  If the
  67          * previously-last block in the file is smaller than
  68          * BLUESKY_BLOCK_SIZE, extend it to full size. */
  69         if (inode->blocks->len > 0) {
  70             BlueSkyBlock *b = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock,
  71                                              inode->blocks->len - 1);
  72
  73             if (b->type != BLUESKY_BLOCK_ZERO
  74                     && b->data->len < BLUESKY_BLOCK_SIZE) {
  75                 bluesky_block_touch(inode, inode->blocks->len - 1);
  76                 gsize old_size = b->data->len;
  77                 bluesky_string_resize(b->data, BLUESKY_BLOCK_SIZE);
  78                 memset(&b->data->data[old_size], 0,
  79                        BLUESKY_BLOCK_SIZE - old_size);
  80             }
  81         }
  82
  83         g_array_set_size(inode->blocks, blocks);
  84     } else if (blocks < inode->blocks->len) {
  85         /* Delete blocks from a file.  Must reclaim memory. */
  86         for (guint i = inode->blocks->len; i < blocks; i++) {
  87             BlueSkyBlock *b = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock, i);
  88             g_free(b->ref);
  89             bluesky_string_unref(b->data);
  90         }
  91         g_array_set_size(inode->blocks, blocks);
  92     }
  93
  94     /* Ensure the new last block of the file is properly sized.  If the block
  95      * is extended, newly-added bytes must be zeroed. */
  96     if (blocks > 0) {
  97         BlueSkyBlock *b = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock,
  98                                          blocks - 1);
  99
 100         if (b->type != BLUESKY_BLOCK_ZERO) {
 101             bluesky_block_touch(inode, blocks - 1);
 102             gsize old_size = b->data->len;
 103             gsize new_size = size - (blocks - 1) * BLUESKY_BLOCK_SIZE;
 104
 105             bluesky_string_resize(b->data, new_size);
 106
 107             if (new_size > old_size) {
 108                 memset(&b->data->data[old_size], 0, new_size - old_size);
 109             }
 110         }
 111     }
 112
 113     inode->size = size;
 114     bluesky_inode_update_ctime(inode, 1);
 115 }
 116
 117 void bluesky_file_write(BlueSkyInode *inode, uint64_t offset,
 118                         const char *data, gint len)
 119 {
 120     g_print("Write %d bytes at offset %"PRIi64"\n", len, offset);
 121
 122     g_return_if_fail(inode->type == BLUESKY_REGULAR);
 123     g_return_if_fail(offset < inode->size);
 124     g_return_if_fail(len <= inode->size - offset);
 125
 126     if (len == 0)
 127         return;
 128
 129     while (len > 0) {
 130         uint64_t block_num = offset / BLUESKY_BLOCK_SIZE;
 131         gint block_offset = offset % BLUESKY_BLOCK_SIZE;
 132         gint bytes = MIN(BLUESKY_BLOCK_SIZE - block_offset, len);
 133
 134         bluesky_block_touch(inode, block_num);
 135         BlueSkyBlock *b = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock,
 136                                          block_num);
 137         memcpy(&b->data->data[block_offset], data, bytes);
 138
 139         offset += bytes;
 140         data += bytes;
 141         len -= bytes;
 142     }
 143
 144     bluesky_inode_update_ctime(inode, 1);
 145 }
 146
 147 void bluesky_file_read(BlueSkyInode *inode, uint64_t offset,
 148                        char *buf, gint len)
 149 {
 150     g_print("Read %d bytes at offset %"PRIi64"\n", len, offset);
 151
 152     if (len == 0 && offset <= inode->size)
 153         return;
 154
 155     g_return_if_fail(inode->type == BLUESKY_REGULAR);
 156     g_return_if_fail(offset < inode->size);
 157     g_return_if_fail(len <= inode->size - offset);
 158
 159     while (len > 0) {
 160         uint64_t block_num = offset / BLUESKY_BLOCK_SIZE;
 161         gint block_offset = offset % BLUESKY_BLOCK_SIZE;
 162         gint bytes = MIN(BLUESKY_BLOCK_SIZE - block_offset, len);
 163
 164         BlueSkyBlock *b = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock,
 165                                          block_num);
 166         switch (b->type) {
 167         case BLUESKY_BLOCK_ZERO:
 168             memset(buf, 0, bytes);
 169             break;
 170         case BLUESKY_BLOCK_REF:
 171             bluesky_block_fetch(inode->fs, b);
 172             /* Fall through */
 173         case BLUESKY_BLOCK_CACHED:
 174         case BLUESKY_BLOCK_DIRTY:
 175             memcpy(buf, &b->data->data[block_offset], bytes);
 176             break;
 177         }
 178
 179         offset += bytes;
 180         buf += bytes;
 181         len -= bytes;
 182     }
 183 }
 184
 185 /* Read the given block from cloud-backed storage if the data is not already
 186  * cached. */
 187 void bluesky_block_fetch(BlueSkyFS *fs, BlueSkyBlock *block)
 188 {
 189     if (block->type != BLUESKY_BLOCK_REF)
 190         return;
 191
 192     BlueSkyRCStr *string = bluesky_store_get(fs->store, block->ref);
 193
 194     bluesky_string_unref(block->data);
 195     block->data = string;
 196     block->type = BLUESKY_BLOCK_CACHED;
 197 }
 198
 199 /* Write the given block to cloud-backed storage and mark it clean. */
 200 void bluesky_block_flush(BlueSkyFS *fs, BlueSkyBlock *block,
 201                          BlueSkyStoreAsync *barrier)
 202 {
 203     if (block->type != BLUESKY_BLOCK_DIRTY)
 204         return;
 205
 206     BlueSkyRCStr *data = block->data;
 207
 208     GChecksum *csum = g_checksum_new(G_CHECKSUM_SHA256);
 209     g_checksum_update(csum, (const guchar *)data->data, data->len);
 210     gchar *name = g_strdup(g_checksum_get_string(csum));
 211
 212     /* Store the file data asynchronously, and don't bother waiting for a
 213      * response. */
 214     BlueSkyStoreAsync *async = bluesky_store_async_new(fs->store);
 215     async->op = STORE_OP_PUT;
 216     async->key = g_strdup(name);
 217     bluesky_string_ref(data);
 218     async->data = data;
 219     bluesky_store_async_submit(async);
 220     if (barrier != NULL)
 221         bluesky_store_add_barrier(barrier, async);
 222     bluesky_store_async_unref(async);
 223
 224     g_free(block->ref);
 225     block->ref = name;
 226
 227     /* block->type = BLUESKY_BLOCK_CACHED; */
 228     bluesky_string_unref(block->data);
 229     block->data = NULL;
 230     block->type = BLUESKY_BLOCK_REF;
 231
 232     g_checksum_free(csum);
 233     //bluesky_string_unref(data);
 234 }
 235
 236 /* Flush all blocks in a file to stable storage. */
 237 void bluesky_file_flush(BlueSkyInode *inode, BlueSkyStoreAsync *barrier)
 238 {
 239     g_return_if_fail(inode->type == BLUESKY_REGULAR);
 240
 241     for (int i = 0; i < inode->blocks->len; i++) {
 242         BlueSkyBlock *b = &g_array_index(inode->blocks, BlueSkyBlock, i);
 243         bluesky_block_flush(inode->fs, b, barrier);
 244     }
 245 }