store.cc

   1 /* LBS: An LFS-inspired filesystem backup system
   2  * Copyright (C) 2007  Michael Vrable
   3  *
   4  * Backup data is stored in a collection of objects, which are grouped together
   5  * into segments for storage purposes.  This implementation of the object store
   6  * is built on top of libtar, and represents segments as TAR files and objects
   7  * as files within them. */
   8
   9 #include <stdio.h>
  10 #include <sys/types.h>
  11 #include <sys/stat.h>
  12 #include <unistd.h>
  13 #include <fcntl.h>
  14 #include <time.h>
  15 #include <uuid/uuid.h>
  16
  17 #include <list>
  18 #include <set>
  19 #include <string>
  20 #include <iostream>
  21
  22 #include "store.h"
  23
  24 using std::list;
  25 using std::set;
  26 using std::string;
  27
  28 list<string> TarSegmentStore::norefs;
  29
  30 Tarfile::Tarfile(const string &path, const string &segment)
  31     : size(0),
  32       segment_name(segment)
  33 {
  34     if (tar_open(&t, (char *)path.c_str(), NULL, O_WRONLY | O_CREAT, 0600,
  35                  TAR_VERBOSE | TAR_GNU) == -1)
  36         throw IOException("Error opening Tarfile");
  37 }
  38
  39 Tarfile::~Tarfile()
  40 {
  41     string checksum_list = checksums.str();
  42     internal_write_object(segment_name + "/checksums",
  43                           checksum_list.data(), checksum_list.size());
  44     tar_append_eof(t);
  45
  46     if (tar_close(t) != 0)
  47         throw IOException("Error closing Tarfile");
  48 }
  49
  50 void Tarfile::write_object(int id, const char *data, size_t len)
  51 {
  52     char buf[64];
  53     sprintf(buf, "%08x", id);
  54     string path = segment_name + "/" + buf;
  55
  56     internal_write_object(path, data, len);
  57
  58     // Compute a checksum for the data block, which will be stored at the end
  59     // of the TAR file.
  60     SHA1Checksum hash;
  61     hash.process(data, len);
  62     sprintf(buf, "%08x", id);
  63     checksums << buf << " " << hash.checksum_str() << "\n";
  64 }
  65
  66 void Tarfile::internal_write_object(const string &path,
  67                                     const char *data, size_t len)
  68 {
  69     memset(&t->th_buf, 0, sizeof(struct tar_header));
  70
  71     th_set_type(t, S_IFREG | 0600);
  72     th_set_user(t, 0);
  73     th_set_group(t, 0);
  74     th_set_mode(t, 0600);
  75     th_set_size(t, len);
  76     th_set_mtime(t, time(NULL));
  77     th_set_path(t, const_cast<char *>(path.c_str()));
  78     th_finish(t);
  79
  80     if (th_write(t) != 0)
  81         throw IOException("Error writing tar header");
  82
  83     size += T_BLOCKSIZE;
  84
  85     if (len == 0)
  86         return;
  87
  88     size_t blocks = (len + T_BLOCKSIZE - 1) / T_BLOCKSIZE;
  89     size_t padding = blocks * T_BLOCKSIZE - len;
  90
  91     for (size_t i = 0; i < blocks - 1; i++) {
  92         if (tar_block_write(t, &data[i * T_BLOCKSIZE]) == -1)
  93             throw IOException("Error writing tar block");
  94     }
  95
  96     char block[T_BLOCKSIZE];
  97     memset(block, 0, sizeof(block));
  98     memcpy(block, &data[T_BLOCKSIZE * (blocks - 1)], T_BLOCKSIZE - padding);
  99     if (tar_block_write(t, block) == -1)
 100         throw IOException("Error writing final tar block");
 101
 102     size += blocks * T_BLOCKSIZE;
 103 }
 104
 105 static const size_t SEGMENT_SIZE = 4 * 1024 * 1024;
 106
 107 string TarSegmentStore::write_object(const char *data, size_t len, const
 108                                      std::string &group,
 109                                      const std::list<std::string> &refs)
 110 {
 111     struct segment_info *segment;
 112
 113     // Find the segment into which the object should be written, looking up by
 114     // group.  If no segment exists yet, create one.
 115     if (segments.find(group) == segments.end()) {
 116         segment = new segment_info;
 117
 118         uint8_t uuid[16];
 119         char uuid_buf[40];
 120         uuid_generate(uuid);
 121         uuid_unparse_lower(uuid, uuid_buf);
 122         segment->name = uuid_buf;
 123
 124         string filename = path + "/" + segment->name + ".tar";
 125         segment->file = new Tarfile(filename, segment->name);
 126
 127         segment->count = 0;
 128
 129         segments[group] = segment;
 130     } else {
 131         segment = segments[group];
 132     }
 133
 134     int id = segment->count;
 135     char id_buf[64];
 136     sprintf(id_buf, "%08x", id);
 137
 138     segment->file->write_object(id, data, len);
 139     segment->count++;
 140
 141     string full_name = segment->name + "/" + id_buf;
 142
 143     // Store any dependencies this object has on other segments, so they can be
 144     // written when the segment is closed.
 145     for (list<string>::const_iterator i = refs.begin(); i != refs.end(); ++i) {
 146         segment->refs.insert(*i);
 147     }
 148
 149     // If this segment meets or exceeds the size target, close it so that
 150     // future objects will go into a new segment.
 151     if (segment->file->size_estimate() >= SEGMENT_SIZE)
 152         close_segment(group);
 153
 154     return full_name;
 155 }
 156
 157 void TarSegmentStore::sync()
 158 {
 159     while (!segments.empty())
 160         close_segment(segments.begin()->first);
 161 }
 162
 163 void TarSegmentStore::close_segment(const string &group)
 164 {
 165     struct segment_info *segment = segments[group];
 166     fprintf(stderr, "Closing segment group %s (%s)\n",
 167             group.c_str(), segment->name.c_str());
 168
 169     string reflist;
 170     for (set<string>::iterator i = segment->refs.begin();
 171          i != segment->refs.end(); ++i) {
 172         reflist += *i + "\n";
 173     }
 174     segment->file->internal_write_object(segment->name + "/references",
 175                                          reflist.data(), reflist.size());
 176
 177     delete segment->file;
 178     segments.erase(segments.find(group));
 179     delete segment;
 180 }
 181
 182 string TarSegmentStore::object_reference_to_segment(const string &object)
 183 {
 184     return object;
 185 }