The map::at method does not always exist, so instead use map::find.
[cumulus.git] / scandir.cc
index 654f9fb..8af3175 100644 (file)
@@ -1,4 +1,25 @@
-/* Recursively descend the filesystem and visit each file. */
+/* Cumulus: Smart Filesystem Backup to Dumb Servers
+ *
+ * Copyright (C) 2006-2008  The Regents of the University of California
+ * Written by Michael Vrable <mvrable@cs.ucsd.edu>
+ *
+ * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
+ * it under the terms of the GNU General Public License as published by
+ * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
+ * (at your option) any later version.
+ *
+ * This program is distributed in the hope that it will be useful,
+ * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
+ * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
+ * GNU General Public License for more details.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License along
+ * with this program; if not, write to the Free Software Foundation, Inc.,
+ * 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA.
+ */
+
+/* Main entry point for LBS.  Contains logic for traversing the filesystem and
+ * constructing a backup. */
 
 #include <dirent.h>
 #include <errno.h>
@@ -9,6 +30,7 @@
 #include <stdint.h>
 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
+#include <string.h>
 #include <sys/stat.h>
 #include <sys/sysmacros.h>
 #include <sys/types.h>
 
 #include "localdb.h"
 #include "metadata.h"
+#include "remote.h"
 #include "store.h"
 #include "sha1.h"
+#include "subfile.h"
 #include "util.h"
 
 using std::list;
@@ -36,13 +60,14 @@ using std::vector;
 using std::ostream;
 
 /* Version information.  This will be filled in by the Makefile. */
-#ifndef LBS_VERSION
-#define LBS_VERSION Unknown
+#ifndef CUMULUS_VERSION
+#define CUMULUS_VERSION Unknown
 #endif
-#define LBS_STRINGIFY(s) LBS_STRINGIFY2(s)
-#define LBS_STRINGIFY2(s) #s
-static const char lbs_version[] = LBS_STRINGIFY(LBS_VERSION);
+#define CUMULUS_STRINGIFY(s) CUMULUS_STRINGIFY2(s)
+#define CUMULUS_STRINGIFY2(s) #s
+static const char cumulus_version[] = CUMULUS_STRINGIFY(CUMULUS_VERSION);
 
+static RemoteStore *remote = NULL;
 static TarSegmentStore *tss = NULL;
 static MetadataWriter *metawriter = NULL;
 
@@ -57,15 +82,26 @@ LocalDb *db;
 /* Keep track of all segments which are needed to reconstruct the snapshot. */
 std::set<string> segment_list;
 
+/* Snapshot intent: 1=daily, 7=weekly, etc.  This is not used directly, but is
+ * stored in the local database and can help guide segment cleaning and
+ * snapshot expiration policies. */
+double snapshot_intent = 1.0;
+
 /* Selection of files to include/exclude in the snapshot. */
 std::list<string> includes;         // Paths in which files should be saved
 std::list<string> excludes;         // Paths which will not be saved
+std::list<string> excluded_names;   // Directories which will not be saved
 std::list<string> searches;         // Directories we don't want to save, but
                                     //   do want to descend searching for data
                                     //   in included paths
 
 bool relative_paths = true;
 
+bool flag_rebuild_statcache = false;
+
+/* Whether verbose output is enabled. */
+bool verbose = false;
+
 /* Ensure that the given segment is listed as a dependency of the current
  * snapshot. */
 void add_segment(const string& segment)
@@ -111,17 +147,25 @@ int64_t dumpfile(int fd, dictionary &file_info, const string &path,
 
     /* Look up this file in the old stat cache, if we can.  If the stat
      * information indicates that the file has not changed, do not bother
-     * re-reading the entire contents. */
+     * re-reading the entire contents.  Even if the information has been
+     * changed, we can use the list of old blocks in the search for a sub-block
+     * incremental representation. */
     bool cached = false;
+    list<ObjectReference> old_blocks;
 
-    if (metawriter->find(path) && metawriter->is_unchanged(&stat_buf)) {
+    bool found = metawriter->find(path);
+    if (found)
+        old_blocks = metawriter->get_blocks();
+
+    if (found
+        && !flag_rebuild_statcache
+        && metawriter->is_unchanged(&stat_buf)) {
         cached = true;
-        list<ObjectReference> blocks = metawriter->get_blocks();
 
         /* If any of the blocks in the object have been expired, then we should
          * fall back to fully reading in the file. */
-        for (list<ObjectReference>::const_iterator i = blocks.begin();
-             i != blocks.end(); ++i) {
+        for (list<ObjectReference>::const_iterator i = old_blocks.begin();
+             i != old_blocks.end(); ++i) {
             const ObjectReference &ref = *i;
             if (!db->IsAvailable(ref)) {
                 cached = false;
@@ -133,12 +177,12 @@ int64_t dumpfile(int fd, dictionary &file_info, const string &path,
         /* If everything looks okay, use the cached information */
         if (cached) {
             file_info["checksum"] = metawriter->get_checksum();
-            for (list<ObjectReference>::const_iterator i = blocks.begin();
-                 i != blocks.end(); ++i) {
+            for (list<ObjectReference>::const_iterator i = old_blocks.begin();
+                 i != old_blocks.end(); ++i) {
                 const ObjectReference &ref = *i;
                 object_list.push_back(ref.to_string());
                 if (ref.is_normal())
-                    segment_list.insert(ref.get_segment());
+                    add_segment(ref.get_segment());
                 db->UseObject(ref);
             }
             size = stat_buf.st_size;
@@ -149,6 +193,9 @@ int64_t dumpfile(int fd, dictionary &file_info, const string &path,
      * time. */
     if (!cached) {
         SHA1Checksum hash;
+        Subfile subfile(db);
+        subfile.load_old_blocks(old_blocks);
+
         while (true) {
             ssize_t bytes = file_read(fd, block_buf, LBS_BLOCK_SIZE);
             if (bytes == 0)
@@ -184,9 +231,11 @@ int64_t dumpfile(int fd, dictionary &file_info, const string &path,
                 ref = ObjectReference(ObjectReference::REF_ZERO);
                 ref.set_range(0, bytes);
             } else {
-                ObjectReference ref = db->FindObject(block_csum, bytes);
+                ref = db->FindObject(block_csum, bytes);
             }
 
+            list<ObjectReference> refs;
+
             // Store a copy of the object if one does not yet exist
             if (ref.is_null()) {
                 LbsObject *o = new LbsObject;
@@ -219,17 +268,23 @@ int64_t dumpfile(int fd, dictionary &file_info, const string &path,
                     status = "new";
                 }
 
-                o->set_data(block_buf, bytes);
-                o->write(tss);
-                ref = o->get_ref();
-                db->StoreObject(ref, block_csum, bytes, block_age);
-                delete o;
+                subfile.analyze_new_block(block_buf, bytes);
+                refs = subfile.create_incremental(tss, o, block_age);
+            } else {
+                if (flag_rebuild_statcache && ref.is_normal()) {
+                    subfile.analyze_new_block(block_buf, bytes);
+                    subfile.store_analyzed_signatures(ref);
+                }
+                refs.push_back(ref);
             }
 
-            object_list.push_back(ref.to_string());
-            if (ref.is_normal())
-                segment_list.insert(ref.get_segment());
-            db->UseObject(ref);
+            while (!refs.empty()) {
+                ref = refs.front(); refs.pop_front();
+                object_list.push_back(ref.to_string());
+                if (ref.is_normal())
+                    add_segment(ref.get_segment());
+                db->UseObject(ref);
+            }
             size += bytes;
 
             if (status == NULL)
@@ -239,7 +294,25 @@ int64_t dumpfile(int fd, dictionary &file_info, const string &path,
         file_info["checksum"] = hash.checksum_str();
     }
 
-    if (status != NULL)
+    // Sanity check: if we are rebuilding the statcache, but the file looks
+    // like it hasn't changed, then the newly-computed checksum should match
+    // the checksum in the statcache.  If not, we have possible disk corruption
+    // and report a warning.
+    if (flag_rebuild_statcache) {
+        if (found
+            && metawriter->is_unchanged(&stat_buf)
+            && file_info["checksum"] != metawriter->get_checksum()) {
+            fprintf(stderr,
+                    "Warning: Checksum for %s does not match expected value\n"
+                    "    expected: %s\n"
+                    "    actual:   %s\n",
+                    path.c_str(),
+                    metawriter->get_checksum().c_str(),
+                    file_info["checksum"].c_str());
+        }
+    }
+
+    if (verbose && status != NULL)
         printf("    [%s]\n", status);
 
     string blocklist = "";
@@ -267,7 +340,8 @@ void dump_inode(const string& path,         // Path within snapshot
     int64_t file_size;
     ssize_t len;
 
-    printf("%s\n", path.c_str());
+    if (verbose)
+        printf("%s\n", path.c_str());
     metawriter->find(path);
 
     file_info["name"] = uri_encode(path);
@@ -283,12 +357,12 @@ void dump_inode(const string& path,         // Path within snapshot
             file_info["volatile"] = "1";
 
     struct passwd *pwd = getpwuid(stat_buf.st_uid);
-    if (pwd != NULL) {
+    if (pwd != NULL && pwd->pw_name != NULL) {
         file_info["user"] += " (" + uri_encode(pwd->pw_name) + ")";
     }
 
     struct group *grp = getgrgid(stat_buf.st_gid);
-    if (pwd != NULL) {
+    if (grp != NULL && grp->gr_name != NULL) {
         file_info["group"] += " (" + uri_encode(grp->gr_name) + ")";
     }
 
@@ -386,7 +460,6 @@ void scanfile(const string& path, bool include)
     for (list<string>::iterator i = includes.begin();
          i != includes.end(); ++i) {
         if (path == *i) {
-            printf("Including %s\n", path.c_str());
             include = true;
         }
     }
@@ -394,15 +467,28 @@ void scanfile(const string& path, bool include)
     for (list<string>::iterator i = excludes.begin();
          i != excludes.end(); ++i) {
         if (path == *i) {
-            printf("Excluding %s\n", path.c_str());
             include = false;
         }
     }
 
+    if (excluded_names.size() > 0) {
+        std::string name = path;
+        std::string::size_type last_slash = name.rfind('/');
+        if (last_slash != std::string::npos) {
+            name.replace(0, last_slash + 1, "");
+        }
+
+        for (list<string>::iterator i = excluded_names.begin();
+             i != excluded_names.end(); ++i) {
+            if (name == *i) {
+                include = false;
+            }
+        }
+    }
+
     for (list<string>::iterator i = searches.begin();
          i != searches.end(); ++i) {
         if (path == *i) {
-            printf("Scanning %s\n", path.c_str());
             scan_only = true;
         }
     }
@@ -503,7 +589,6 @@ void scanfile(const string& path, bool include)
  * themselves are excluded from being backed up. */
 void add_include(const char *path)
 {
-    printf("Add: %s\n", path);
     /* Was an absolute path specified?  If so, we'll need to start scanning
      * from the root directory.  Make sure that the user was consistent in
      * providing either all relative paths or all absolute paths. */
@@ -542,14 +627,19 @@ void usage(const char *program)
 {
     fprintf(
         stderr,
-        "LBS %s\n\n"
+        "Cumulus %s\n\n"
         "Usage: %s [OPTION]... --dest=DEST PATHS...\n"
         "Produce backup snapshot of files in SOURCE and store to DEST.\n"
         "\n"
         "Options:\n"
-        "  --dest=PATH          path where backup is to be written [REQUIRED]\n"
+        "  --dest=PATH          path where backup is to be written\n"
+        "  --upload-script=COMMAND\n"
+        "                       program to invoke for each backup file generated\n"
         "  --exclude=PATH       exclude files in PATH from snapshot\n"
+        "  --exclude-name=NAME  exclude files called NAME from snapshot\n"
         "  --localdb=PATH       local backup metadata is stored in PATH\n"
+        "  --tmpdir=PATH        path for temporarily storing backup files\n"
+        "                           (defaults to TMPDIR environment variable or /tmp)\n"
         "  --filter=COMMAND     program through which to filter segment data\n"
         "                           (defaults to \"bzip2 -c\")\n"
         "  --filter-extension=EXT\n"
@@ -557,18 +647,29 @@ void usage(const char *program)
         "                           (defaults to \".bz2\")\n"
         "  --signature-filter=COMMAND\n"
         "                       program though which to filter descriptor\n"
-        "  --scheme=NAME        optional name for this snapshot\n",
-        lbs_version, program
+        "  --scheme=NAME        optional name for this snapshot\n"
+        "  --intent=FLOAT       intended backup type: 1=daily, 7=weekly, ...\n"
+        "                           (defaults to \"1\")\n"
+        "  --full-metadata      do not re-use metadata from previous backups\n"
+        "  --rebuild-statcache  re-read all file data to verify statcache\n"
+        "  -v --verbose         list files as they are backed up\n"
+        "\n"
+        "Exactly one of --dest or --upload-script must be specified.\n",
+        cumulus_version, program
     );
 }
 
 int main(int argc, char *argv[])
 {
-    string backup_dest = "";
+    string backup_dest = "", backup_script = "";
     string localdb_dir = "";
     string backup_scheme = "";
     string signature_filter = "";
 
+    string tmp_dir = "/tmp";
+    if (getenv("TMPDIR") != NULL)
+        tmp_dir = getenv("TMPDIR");
+
     while (1) {
         static struct option long_options[] = {
             {"localdb", 1, 0, 0},           // 0
@@ -578,11 +679,19 @@ int main(int argc, char *argv[])
             {"dest", 1, 0, 0},              // 4
             {"scheme", 1, 0, 0},            // 5
             {"signature-filter", 1, 0, 0},  // 6
+            {"intent", 1, 0, 0},            // 7
+            {"full-metadata", 0, 0, 0},     // 8
+            {"tmpdir", 1, 0, 0},            // 9
+            {"upload-script", 1, 0, 0},     // 10
+            {"rebuild-statcache", 0, 0, 0}, // 11
+            {"exclude-name", 1, 0, 0},      // 12
+            // Aliases for short options
+            {"verbose", 0, 0, 'v'},
             {NULL, 0, 0, 0},
         };
 
         int long_index;
-        int c = getopt_long(argc, argv, "", long_options, &long_index);
+        int c = getopt_long(argc, argv, "v", long_options, &long_index);
 
         if (c == -1)
             break;
@@ -613,13 +722,39 @@ int main(int argc, char *argv[])
             case 6:     // --signature-filter
                 signature_filter = optarg;
                 break;
+            case 7:     // --intent
+                snapshot_intent = atof(optarg);
+                if (snapshot_intent <= 0)
+                    snapshot_intent = 1;
+                break;
+            case 8:     // --full-metadata
+                flag_full_metadata = true;
+                break;
+            case 9:     // --tmpdir
+                tmp_dir = optarg;
+                break;
+            case 10:    // --upload-script
+                backup_script = optarg;
+                break;
+            case 11:    // --rebuild-statcache
+                flag_rebuild_statcache = true;
+                break;
+            case 12:     // --exclude-name
+                excluded_names.push_back(optarg);
+                break;
             default:
                 fprintf(stderr, "Unhandled long option!\n");
                 return 1;
             }
         } else {
-            usage(argv[0]);
-            return 1;
+            switch (c) {
+            case 'v':
+                verbose = true;
+                break;
+            default:
+                usage(argv[0]);
+                return 1;
+            }
         }
     }
 
@@ -632,9 +767,16 @@ int main(int argc, char *argv[])
     for (int i = optind; i < argc; i++)
         add_include(argv[i]);
 
-    if (backup_dest == "") {
+    if (backup_dest == "" && backup_script == "") {
         fprintf(stderr,
-                "Error: Backup destination must be specified with --dest=\n");
+                "Error: Backup destination must be specified using --dest= or --upload-script=\n");
+        usage(argv[0]);
+        return 1;
+    }
+
+    if (backup_dest != "" && backup_script != "") {
+        fprintf(stderr,
+                "Error: Cannot specify both --dest= and --upload-script=\n");
         usage(argv[0]);
         return 1;
     }
@@ -643,31 +785,30 @@ int main(int argc, char *argv[])
     if (localdb_dir == "") {
         localdb_dir = backup_dest;
     }
-
-    // Dump paths for debugging/informational purposes
-    {
-        list<string>::const_iterator i;
-
-        printf("LBS Version: %s\n", lbs_version);
-
-        printf("--dest=%s\n--localdb=%s\n\n",
-               backup_dest.c_str(), localdb_dir.c_str());
-
-        printf("Includes:\n");
-        for (i = includes.begin(); i != includes.end(); ++i)
-            printf("    %s\n", i->c_str());
-
-        printf("Excludes:\n");
-        for (i = excludes.begin(); i != excludes.end(); ++i)
-            printf("    %s\n", i->c_str());
-
-        printf("Searching:\n");
-        for (i = searches.begin(); i != searches.end(); ++i)
-            printf("    %s\n", i->c_str());
+    if (localdb_dir == "") {
+        fprintf(stderr,
+                "Error: Must specify local database path with --localdb=\n");
+        usage(argv[0]);
+        return 1;
     }
 
     block_buf = new char[LBS_BLOCK_SIZE];
 
+    /* Initialize the remote storage layer.  If using an upload script, create
+     * a temporary directory for staging files.  Otherwise, write backups
+     * directly to the destination directory. */
+    if (backup_script != "") {
+        tmp_dir = tmp_dir + "/lbs." + generate_uuid();
+        if (mkdir(tmp_dir.c_str(), 0700) < 0) {
+            fprintf(stderr, "Cannot create temporary directory %s: %m\n",
+                    tmp_dir.c_str());
+            return 1;
+        }
+        remote = new RemoteStore(tmp_dir, backup_script=backup_script);
+    } else {
+        remote = new RemoteStore(backup_dest);
+    }
+
     /* Store the time when the backup started, so it can be included in the
      * snapshot name. */
     time_t now;
@@ -682,16 +823,14 @@ int main(int argc, char *argv[])
      * snapshot. */
     string database_path = localdb_dir + "/localdb.sqlite";
     db = new LocalDb;
-    db->Open(database_path.c_str(), desc_buf,
-             backup_scheme.size() ? backup_scheme.c_str() : NULL);
+    db->Open(database_path.c_str(), desc_buf, backup_scheme.c_str(),
+             snapshot_intent);
 
-    tss = new TarSegmentStore(backup_dest, db);
+    tss = new TarSegmentStore(remote, db);
 
     /* Initialize the stat cache, for skipping over unchanged files. */
     metawriter = new MetadataWriter(tss, localdb_dir.c_str(), desc_buf,
-                                    backup_scheme.size()
-                                        ? backup_scheme.c_str()
-                                        : NULL);
+                                    backup_scheme.c_str());
 
     scanfile(".", false);
 
@@ -709,48 +848,64 @@ int main(int argc, char *argv[])
      * segments included in this snapshot.  The format is designed so that it
      * may be easily verified using the sha1sums command. */
     const char csum_type[] = "sha1";
-    string checksum_filename = backup_dest + "/snapshot-";
+    string checksum_filename = "snapshot-";
     if (backup_scheme.size() > 0)
         checksum_filename += backup_scheme + "-";
     checksum_filename = checksum_filename + desc_buf + "." + csum_type + "sums";
-    FILE *checksums = fopen(checksum_filename.c_str(), "w");
-    if (checksums != NULL) {
-        for (std::set<string>::iterator i = segment_list.begin();
-             i != segment_list.end(); ++i) {
-            string seg_path, seg_csum;
-            if (db->GetSegmentChecksum(*i, &seg_path, &seg_csum)) {
-                const char *raw_checksum = NULL;
-                if (strncmp(seg_csum.c_str(), csum_type,
-                            strlen(csum_type)) == 0) {
-                    raw_checksum = seg_csum.c_str() + strlen(csum_type);
-                    if (*raw_checksum == '=')
-                        raw_checksum++;
-                    else
-                        raw_checksum = NULL;
-                }
+    RemoteFile *checksum_file = remote->alloc_file(checksum_filename,
+                                                   "checksums");
+    FILE *checksums = fdopen(checksum_file->get_fd(), "w");
 
-                if (raw_checksum != NULL)
-                    fprintf(checksums, "%s *%s\n",
-                            raw_checksum, seg_path.c_str());
+    for (std::set<string>::iterator i = segment_list.begin();
+         i != segment_list.end(); ++i) {
+        string seg_path, seg_csum;
+        if (db->GetSegmentChecksum(*i, &seg_path, &seg_csum)) {
+            const char *raw_checksum = NULL;
+            if (strncmp(seg_csum.c_str(), csum_type,
+                        strlen(csum_type)) == 0) {
+                raw_checksum = seg_csum.c_str() + strlen(csum_type);
+                if (*raw_checksum == '=')
+                    raw_checksum++;
+                else
+                    raw_checksum = NULL;
             }
+
+            if (raw_checksum != NULL)
+                fprintf(checksums, "%s *%s\n",
+                        raw_checksum, seg_path.c_str());
         }
-        fclose(checksums);
-    } else {
-        fprintf(stderr, "ERROR: Unable to write checksums file: %m\n");
     }
+    fclose(checksums);
+
+    SHA1Checksum checksum_csum;
+    string csum;
+    checksum_filename = checksum_file->get_local_path();
+    if (checksum_csum.process_file(checksum_filename.c_str())) {
+        csum = checksum_csum.checksum_str();
+    }
+
+    checksum_file->send();
 
     db->Close();
 
+    /* All other files should be flushed to remote storage before writing the
+     * backup descriptor below, so that it is not possible to have a backup
+     * descriptor written out depending on non-existent (not yet written)
+     * files. */
+    remote->sync();
+
     /* Write a backup descriptor file, which says which segments are needed and
      * where to start to restore this snapshot.  The filename is based on the
      * current time.  If a signature filter program was specified, filter the
      * data through that to give a chance to sign the descriptor contents. */
-    string desc_filename = backup_dest + "/snapshot-";
+    string desc_filename = "snapshot-";
     if (backup_scheme.size() > 0)
         desc_filename += backup_scheme + "-";
     desc_filename = desc_filename + desc_buf + ".lbs";
 
-    int descriptor_fd = open(desc_filename.c_str(), O_WRONLY | O_CREAT, 0666);
+    RemoteFile *descriptor_file = remote->alloc_file(desc_filename,
+                                                     "snapshots");
+    int descriptor_fd = descriptor_file->get_fd();
     if (descriptor_fd < 0) {
         fprintf(stderr, "Unable to open descriptor output file: %m\n");
         return 1;
@@ -764,17 +919,16 @@ int main(int argc, char *argv[])
     }
     FILE *descriptor = fdopen(descriptor_fd, "w");
 
-    fprintf(descriptor, "Format: LBS Snapshot v0.6\n");
-    fprintf(descriptor, "Producer: LBS %s\n", lbs_version);
+    fprintf(descriptor, "Format: LBS Snapshot v0.8\n");
+    fprintf(descriptor, "Producer: Cumulus %s\n", cumulus_version);
     strftime(desc_buf, sizeof(desc_buf), "%Y-%m-%d %H:%M:%S %z", &time_buf);
     fprintf(descriptor, "Date: %s\n", desc_buf);
     if (backup_scheme.size() > 0)
         fprintf(descriptor, "Scheme: %s\n", backup_scheme.c_str());
+    fprintf(descriptor, "Backup-Intent: %g\n", snapshot_intent);
     fprintf(descriptor, "Root: %s\n", backup_root.c_str());
 
-    SHA1Checksum checksum_csum;
-    if (checksum_csum.process_file(checksum_filename.c_str())) {
-        string csum = checksum_csum.checksum_str();
+    if (csum.size() > 0) {
         fprintf(descriptor, "Checksums: %s\n", csum.c_str());
     }
 
@@ -791,7 +945,20 @@ int main(int argc, char *argv[])
         waitpid(signature_pid, &status, 0);
 
         if (!WIFEXITED(status) || WEXITSTATUS(status) != 0) {
-            throw IOException("Signature filter process error");
+            fatal("Signature filter process error");
+        }
+    }
+
+    descriptor_file->send();
+
+    remote->sync();
+    delete remote;
+
+    if (backup_script != "") {
+        if (rmdir(tmp_dir.c_str()) < 0) {
+            fprintf(stderr,
+                    "Warning: Cannot delete temporary directory %s: %m\n",
+                    tmp_dir.c_str());
         }
     }