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.  This also makes the inode contents subject to writeback
  33  * to storage in the future.  inode must already be locked. */
  34 void bluesky_inode_update_ctime(BlueSkyInode *inode, gboolean update_mtime)
  35 {
  36     int64_t now = bluesky_get_current_time();
  37     inode->change_count++;
  38     inode->ctime = now;
  39     if (update_mtime)
  40         inode->mtime = now;
  41
  42     if (inode->change_time == 0)
  43         inode->change_time = now;
  44 }
  45
  46 /* Unfortunately a glib hash table is only guaranteed to be able to store
  47  * 32-bit keys if we use the key directly.  If we want 64-bit inode numbers,
  48  * we'll have to allocate memory to store the 64-bit inumber, and use a pointer
  49  * to it.  Rather than allocate the memory for the key, we'll just include a
  50  * pointer to the 64-bit inum stored in the inode itself, so that we don't need
  51  * to do any more memory management.  */
  52 static guint bluesky_fs_key_hash_func(gconstpointer key)
  53 {
  54     uint64_t inum = *(const uint64_t *)key;
  55     return (guint)inum;
  56 }
  57
  58 static gboolean bluesky_fs_key_equal_func(gconstpointer a, gconstpointer b)
  59 {
  60     uint64_t i1 = *(const uint64_t *)a;
  61     uint64_t i2 = *(const uint64_t *)b;
  62     return i1 == i2;
  63 }
  64
  65 /* Filesystem-level operations.  A filesystem is like a directory tree that we
  66  * are willing to export. */
  67 BlueSkyFS *bluesky_new_fs(gchar *name)
  68 {
  69     BlueSkyFS *fs = g_new0(BlueSkyFS, 1);
  70     fs->lock = g_mutex_new();
  71     fs->name = g_strdup(name);
  72     fs->inodes = g_hash_table_new(bluesky_fs_key_hash_func,
  73                                   bluesky_fs_key_equal_func);
  74     fs->next_inum = BLUESKY_ROOT_INUM + 1;
  75     fs->store = bluesky_store_new("file");
  76
  77     return fs;
  78 }
  79
  80 BlueSkyFS *bluesky_init_fs(gchar *name, BlueSkyStore *store)
  81 {
  82     BlueSkyRCStr *data = bluesky_store_get(store, "superblock");
  83     if (data != NULL) {
  84         BlueSkyFS *fs = bluesky_deserialize_superblock(data->data);
  85         if (fs != NULL) {
  86             fs->store = store;
  87             g_print("Loaded filesystem superblock\n");
  88             g_free(fs->name);
  89             fs->name = g_strdup(name);
  90             return fs;
  91         }
  92     }
  93
  94     g_print("Initializing fresh filesystem\n");
  95     BlueSkyFS *fs = bluesky_new_fs(name);
  96     fs->store = store;
  97
  98     BlueSkyInode *root = bluesky_new_inode(BLUESKY_ROOT_INUM, fs,
  99                                            BLUESKY_DIRECTORY);
 100     root->nlink = 1;
 101     root->mode = 0755;
 102     bluesky_insert_inode(fs, root);
 103
 104     bluesky_inode_flush(fs, root);
 105     bluesky_superblock_flush(fs);
 106
 107     return fs;
 108 }
 109
 110 /* Inode reference counting. */
 111 void bluesky_inode_ref(BlueSkyInode *inode)
 112 {
 113     g_atomic_int_inc(&inode->refcount);
 114 }
 115
 116 void bluesky_inode_unref(BlueSkyInode *inode)
 117 {
 118     if (g_atomic_int_dec_and_test(&inode->refcount)) {
 119         g_error("Reference count for inode %"PRIu64" dropped to zero!\n",
 120                 inode->inum);
 121     }
 122 }
 123
 124 /* Allocate a fresh inode number which has not been used before within a
 125  * filesystem.  fs must already be locked. */
 126 uint64_t bluesky_fs_alloc_inode(BlueSkyFS *fs)
 127 {
 128     uint64_t inum;
 129
 130     inum = fs->next_inum;
 131     fs->next_inum++;
 132
 133     bluesky_superblock_flush(fs);
 134
 135     return inum;
 136 }
 137
 138 BlueSkyInode *bluesky_new_inode(uint64_t inum, BlueSkyFS *fs,
 139                                 BlueSkyFileType type)
 140 {
 141     BlueSkyInode *i = g_new0(BlueSkyInode, 1);
 142
 143     i->lock = g_mutex_new();
 144     i->refcount = 1;
 145     i->type = type;
 146     i->fs = fs;
 147     i->inum = inum;
 148
 149     switch (type) {
 150     case BLUESKY_REGULAR:
 151         i->blocks = g_array_new(FALSE, TRUE, sizeof(BlueSkyBlock));
 152         break;
 153     case BLUESKY_DIRECTORY:
 154         i->dirents = g_sequence_new(bluesky_dirent_destroy);
 155         i->dirhash = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 156         i->dirhash_folded = g_hash_table_new(g_str_hash, g_str_equal);
 157         break;
 158     case BLUESKY_BLOCK:
 159     case BLUESKY_CHARACTER:
 160     case BLUESKY_SYMLINK:
 161     case BLUESKY_SOCKET:
 162     case BLUESKY_FIFO:
 163         break;
 164     }
 165
 166     return i;
 167 }
 168
 169 /* Retrieve an inode from the filesystem.  Eventually this will be a cache and
 170  * so we might need to go fetch the inode from elsewhere; for now all
 171  * filesystem state is stored here.  inode is returned locked with a reference
 172  * held. */
 173 BlueSkyInode *bluesky_get_inode(BlueSkyFS *fs, uint64_t inum)
 174 {
 175     BlueSkyInode *inode = NULL;
 176
 177     if (inum == 0) {
 178         return NULL;
 179     }
 180
 181     g_mutex_lock(fs->lock);
 182     inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
 183
 184     if (inode == NULL) {
 185         bluesky_inode_fetch(fs, inum);
 186         inode = (BlueSkyInode *)g_hash_table_lookup(fs->inodes, &inum);
 187     }
 188
 189     if (inode != NULL) {
 190         bluesky_inode_ref(inode);
 191     }
 192
 193     g_mutex_unlock(fs->lock);
 194
 195     return inode;
 196 }
 197
 198 /* Insert an inode into the filesystem inode cache.  fs should be locked. */
 199 void bluesky_insert_inode(BlueSkyFS *fs, BlueSkyInode *inode)
 200 {
 201     g_hash_table_insert(fs->inodes, &inode->inum, inode);
 202 }
 203
 204 /* Deprecated: Synchronize an inode to stable storage. */
 205 void bluesky_inode_flush(BlueSkyFS *fs, BlueSkyInode *inode)
 206 {
 207     GString *buf = g_string_new("");
 208     bluesky_serialize_inode(buf, inode);
 209     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new_from_gstring(buf);
 210
 211     char key[64];
 212     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inode->inum);
 213
 214     BlueSkyStoreAsync *async = bluesky_store_async_new(fs->store);
 215     async->op = STORE_OP_PUT;
 216     async->key = g_strdup(key);
 217     async->data = data;
 218     bluesky_store_async_submit(async);
 219     bluesky_store_async_unref(async);
 220 }
 221
 222 /* Start writeback of an inode and all associated data. */
 223 void bluesky_inode_start_sync(BlueSkyInode *inode, BlueSkyStoreAsync *barrier)
 224 {
 225     BlueSkyFS *fs = inode->fs;
 226
 227     GString *buf = g_string_new("");
 228     bluesky_serialize_inode(buf, inode);
 229     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new_from_gstring(buf);
 230
 231     if (inode->type == BLUESKY_REGULAR)
 232         bluesky_file_flush(inode);
 233
 234     char key[64];
 235     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inode->inum);
 236
 237     BlueSkyStoreAsync *async = bluesky_store_async_new(fs->store);
 238     async->op = STORE_OP_PUT;
 239     async->key = g_strdup(key);
 240     async->data = data;
 241     bluesky_store_async_submit(async);
 242     if (barrier != NULL)
 243         bluesky_store_add_barrier(barrier, async);
 244     bluesky_store_async_unref(async);
 245 }
 246
 247 /* Fetch an inode from stable storage. */
 248 void bluesky_inode_fetch(BlueSkyFS *fs, uint64_t inum)
 249 {
 250     char key[64];
 251     sprintf(key, "inode-%016"PRIx64, inum);
 252     BlueSkyRCStr *data = bluesky_store_get(fs->store, key);
 253     if (data == NULL)
 254         return;
 255
 256     BlueSkyInode *inode = bluesky_deserialize_inode(fs, data->data);
 257     if (inode != NULL) {
 258         bluesky_insert_inode(fs, inode);
 259     }
 260 }
 261
 262 /* Synchronize filesystem superblock to stable storage. */
 263 void bluesky_superblock_flush(BlueSkyFS *fs)
 264 {
 265     GString *buf = g_string_new("");
 266     bluesky_serialize_superblock(buf, fs);
 267     BlueSkyRCStr *data = bluesky_string_new_from_gstring(buf);
 268
 269     BlueSkyStoreAsync *async = bluesky_store_async_new(fs->store);
 270     async->op = STORE_OP_PUT;
 271     async->key = g_strdup("superblock");
 272     async->data = data;
 273     bluesky_store_async_submit(async);
 274     bluesky_store_async_unref(async);
 275
 276     bluesky_store_sync(fs->store);
 277 }