7179: Most of golint suggested updates are made. Some names such as "never_delete...
[arvados.git] / services / keepstore / volume_unix.go
index 4db2a5338400af7aa8c31089df63cf8cf71c502e..f4b49710e9192deabb2119d72ccbb389edcbe7bc 100644 (file)
-// A UnixVolume is a Volume backed by a locally mounted disk.
-//
 package main
 
 import (
+       "bytes"
        "fmt"
+       "io"
        "io/ioutil"
        "log"
        "os"
        "path/filepath"
+       "regexp"
        "strconv"
        "strings"
+       "sync"
        "syscall"
        "time"
 )
 
-// IORequests are encapsulated Get or Put requests.  They are used to
-// implement serialized I/O (i.e. only one read/write operation per
-// volume). When running in serialized mode, the Keep front end sends
-// IORequests on a channel to an IORunner, which handles them one at a
-// time and returns an IOResponse.
-//
-type IOMethod int
-
-const (
-       KeepGet IOMethod = iota
-       KeepPut
-)
-
-type IORequest struct {
-       method IOMethod
-       loc    string
-       data   []byte
-       reply  chan *IOResponse
-}
-
-type IOResponse struct {
-       data []byte
-       err  error
-}
-
-// A UnixVolume has the following properties:
-//
-//   root
-//       the path to the volume's root directory
-//   queue
-//       A channel of IORequests. If non-nil, all I/O requests for
-//       this volume should be queued on this channel; the result
-//       will be delivered on the IOResponse channel supplied in the
-//       request.
-//
+// A UnixVolume stores and retrieves blocks in a local directory.
 type UnixVolume struct {
-       root  string // path to this volume
-       queue chan *IORequest
-}
-
-func (v *UnixVolume) IOHandler() {
-       for req := range v.queue {
-               var result IOResponse
-               switch req.method {
-               case KeepGet:
-                       result.data, result.err = v.Read(req.loc)
-               case KeepPut:
-                       result.err = v.Write(req.loc, req.data)
-               }
-               req.reply <- &result
-       }
-}
-
-func MakeUnixVolume(root string, serialize bool) (v UnixVolume) {
-       if serialize {
-               v = UnixVolume{root, make(chan *IORequest)}
-               go v.IOHandler()
-       } else {
-               v = UnixVolume{root, nil}
-       }
-       return
-}
-
-func (v *UnixVolume) Get(loc string) ([]byte, error) {
-       if v.queue == nil {
-               return v.Read(loc)
-       }
-       reply := make(chan *IOResponse)
-       v.queue <- &IORequest{KeepGet, loc, nil, reply}
-       response := <-reply
-       return response.data, response.err
-}
-
-func (v *UnixVolume) Put(loc string, block []byte) error {
-       if v.queue == nil {
-               return v.Write(loc, block)
-       }
-       reply := make(chan *IOResponse)
-       v.queue <- &IORequest{KeepPut, loc, block, reply}
-       response := <-reply
-       return response.err
+       // path to the volume's root directory
+       root string
+       // something to lock during IO, typically a sync.Mutex (or nil
+       // to skip locking)
+       locker   sync.Locker
+       readonly bool
 }
 
+// Touch sets the timestamp for the given locator to the current time
 func (v *UnixVolume) Touch(loc string) error {
+       if v.readonly {
+               return MethodDisabledError
+       }
        p := v.blockPath(loc)
        f, err := os.OpenFile(p, os.O_RDWR|os.O_APPEND, 0644)
        if err != nil {
                return err
        }
        defer f.Close()
+       if v.locker != nil {
+               v.locker.Lock()
+               defer v.locker.Unlock()
+       }
        if e := lockfile(f); e != nil {
                return e
        }
@@ -113,37 +50,112 @@ func (v *UnixVolume) Touch(loc string) error {
        return syscall.Utime(p, &utime)
 }
 
+// Mtime returns the stored timestamp for the given locator.
 func (v *UnixVolume) Mtime(loc string) (time.Time, error) {
        p := v.blockPath(loc)
-       if fi, err := os.Stat(p); err != nil {
+       fi, err := os.Stat(p)
+       if err != nil {
                return time.Time{}, err
-       } else {
-               return fi.ModTime(), nil
        }
+       return fi.ModTime(), nil
+}
+
+// Lock the locker (if one is in use), open the file for reading, and
+// call the given function if and when the file is ready to read.
+func (v *UnixVolume) getFunc(path string, fn func(io.Reader) error) error {
+       if v.locker != nil {
+               v.locker.Lock()
+               defer v.locker.Unlock()
+       }
+       f, err := os.Open(path)
+       if err != nil {
+               return err
+       }
+       defer f.Close()
+       return fn(f)
+}
+
+// stat is os.Stat() with some extra sanity checks.
+func (v *UnixVolume) stat(path string) (os.FileInfo, error) {
+       stat, err := os.Stat(path)
+       if err == nil {
+               if stat.Size() < 0 {
+                       err = os.ErrInvalid
+               } else if stat.Size() > BlockSize {
+                       err = TooLongError
+               }
+       }
+       return stat, err
 }
 
-// Read retrieves a block identified by the locator string "loc", and
+// Get retrieves a block identified by the locator string "loc", and
 // returns its contents as a byte slice.
 //
-// If the block could not be opened or read, Read returns a nil slice
-// and the os.Error that was generated.
-//
-// If the block is present but its content hash does not match loc,
-// Read returns the block and a CorruptError.  It is the caller's
-// responsibility to decide what (if anything) to do with the
-// corrupted data block.
-//
-func (v *UnixVolume) Read(loc string) ([]byte, error) {
-       buf, err := ioutil.ReadFile(v.blockPath(loc))
-       return buf, err
+// Get returns a nil buffer IFF it returns a non-nil error.
+func (v *UnixVolume) Get(loc string) ([]byte, error) {
+       path := v.blockPath(loc)
+       stat, err := v.stat(path)
+       if err != nil {
+               return nil, err
+       }
+       buf := bufs.Get(int(stat.Size()))
+       err = v.getFunc(path, func(rdr io.Reader) error {
+               _, err = io.ReadFull(rdr, buf)
+               return err
+       })
+       if err != nil {
+               bufs.Put(buf)
+               return nil, err
+       }
+       return buf, nil
+}
+
+// Compare returns nil if Get(loc) would return the same content as
+// expect. It is functionally equivalent to Get() followed by
+// bytes.Compare(), but uses less memory.
+func (v *UnixVolume) Compare(loc string, expect []byte) error {
+       path := v.blockPath(loc)
+       stat, err := v.stat(path)
+       if err != nil {
+               return err
+       }
+       bufLen := 1 << 20
+       if int64(bufLen) > stat.Size() {
+               bufLen = int(stat.Size())
+       }
+       cmp := expect
+       buf := make([]byte, bufLen)
+       return v.getFunc(path, func(rdr io.Reader) error {
+               // Loop invariants: all data read so far matched what
+               // we expected, and the first N bytes of cmp are
+               // expected to equal the next N bytes read from
+               // reader.
+               for {
+                       n, err := rdr.Read(buf)
+                       if n > len(cmp) || bytes.Compare(cmp[:n], buf[:n]) != 0 {
+                               return collisionOrCorrupt(loc[:32], expect[:len(expect)-len(cmp)], buf[:n], rdr)
+                       }
+                       cmp = cmp[n:]
+                       if err == io.EOF {
+                               if len(cmp) != 0 {
+                                       return collisionOrCorrupt(loc[:32], expect[:len(expect)-len(cmp)], nil, nil)
+                               }
+                               return nil
+                       } else if err != nil {
+                               return err
+                       }
+               }
+       })
 }
 
-// Write stores a block of data identified by the locator string
+// Put stores a block of data identified by the locator string
 // "loc".  It returns nil on success.  If the volume is full, it
 // returns a FullError.  If the write fails due to some other error,
 // that error is returned.
-//
-func (v *UnixVolume) Write(loc string, block []byte) error {
+func (v *UnixVolume) Put(loc string, block []byte) error {
+       if v.readonly {
+               return MethodDisabledError
+       }
        if v.IsFull() {
                return FullError
        }
@@ -161,8 +173,14 @@ func (v *UnixVolume) Write(loc string, block []byte) error {
        }
        bpath := v.blockPath(loc)
 
+       if v.locker != nil {
+               v.locker.Lock()
+               defer v.locker.Unlock()
+       }
        if _, err := tmpfile.Write(block); err != nil {
                log.Printf("%s: writing to %s: %s\n", v, bpath, err)
+               tmpfile.Close()
+               os.Remove(tmpfile.Name())
                return err
        }
        if err := tmpfile.Close(); err != nil {
@@ -179,7 +197,7 @@ func (v *UnixVolume) Write(loc string, block []byte) error {
 }
 
 // Status returns a VolumeStatus struct describing the volume's
-// current state.
+// current state, or nil if an error occurs.
 //
 func (v *UnixVolume) Status() *VolumeStatus {
        var fs syscall.Statfs_t
@@ -205,14 +223,15 @@ func (v *UnixVolume) Status() *VolumeStatus {
        return &VolumeStatus{v.root, devnum, free, used}
 }
 
-// Index returns a list of blocks found on this volume which begin with
-// the specified prefix. If the prefix is an empty string, Index returns
-// a complete list of blocks.
+var blockDirRe = regexp.MustCompile(`^[0-9a-f]+$`)
+
+// IndexTo writes (to the given Writer) a list of blocks found on this
+// volume which begin with the specified prefix. If the prefix is an
+// empty string, IndexTo writes a complete list of blocks.
 //
-// The return value is a multiline string (separated by
-// newlines). Each line is in the format
+// Each block is given in the format
 //
-//     locator+size modification-time
+//     locator+size modification-time {newline}
 //
 // e.g.:
 //
@@ -220,41 +239,74 @@ func (v *UnixVolume) Status() *VolumeStatus {
 //     e4d41e6fd68460e0e3fc18cc746959d2+67108864 1377796043
 //     e4de7a2810f5554cd39b36d8ddb132ff+67108864 1388701136
 //
-func (v *UnixVolume) Index(prefix string) (output string) {
-       filepath.Walk(v.root,
-               func(path string, info os.FileInfo, err error) error {
-                       // This WalkFunc inspects each path in the volume
-                       // and prints an index line for all files that begin
-                       // with prefix.
-                       if err != nil {
-                               log.Printf("IndexHandler: %s: walking to %s: %s",
-                                       v, path, err)
-                               return nil
-                       }
-                       locator := filepath.Base(path)
-                       // Skip directories that do not match prefix.
-                       // We know there is nothing interesting inside.
-                       if info.IsDir() &&
-                               !strings.HasPrefix(locator, prefix) &&
-                               !strings.HasPrefix(prefix, locator) {
-                               return filepath.SkipDir
-                       }
-                       // Skip any file that is not apparently a locator, e.g. .meta files
-                       if !IsValidLocator(locator) {
-                               return nil
+func (v *UnixVolume) IndexTo(prefix string, w io.Writer) error {
+       var lastErr error = nil
+       rootdir, err := os.Open(v.root)
+       if err != nil {
+               return err
+       }
+       defer rootdir.Close()
+       for {
+               names, err := rootdir.Readdirnames(1)
+               if err == io.EOF {
+                       return lastErr
+               } else if err != nil {
+                       return err
+               }
+               if !strings.HasPrefix(names[0], prefix) && !strings.HasPrefix(prefix, names[0]) {
+                       // prefix excludes all blocks stored in this dir
+                       continue
+               }
+               if !blockDirRe.MatchString(names[0]) {
+                       continue
+               }
+               blockdirpath := filepath.Join(v.root, names[0])
+               blockdir, err := os.Open(blockdirpath)
+               if err != nil {
+                       log.Print("Error reading ", blockdirpath, ": ", err)
+                       lastErr = err
+                       continue
+               }
+               for {
+                       fileInfo, err := blockdir.Readdir(1)
+                       if err == io.EOF {
+                               break
+                       } else if err != nil {
+                               log.Print("Error reading ", blockdirpath, ": ", err)
+                               lastErr = err
+                               break
                        }
-                       // Print filenames beginning with prefix
-                       if !info.IsDir() && strings.HasPrefix(locator, prefix) {
-                               output = output + fmt.Sprintf(
-                                       "%s+%d %d\n", locator, info.Size(), info.ModTime().Unix())
+                       name := fileInfo[0].Name()
+                       if !strings.HasPrefix(name, prefix) {
+                               continue
                        }
-                       return nil
-               })
-
-       return
+                       _, err = fmt.Fprint(w,
+                               name,
+                               "+", fileInfo[0].Size(),
+                               " ", fileInfo[0].ModTime().Unix(),
+                               "\n")
+               }
+               blockdir.Close()
+       }
 }
 
+// Delete deletes the block data from the unix storage
 func (v *UnixVolume) Delete(loc string) error {
+       // Touch() must be called before calling Write() on a block.  Touch()
+       // also uses lockfile().  This avoids a race condition between Write()
+       // and Delete() because either (a) the file will be deleted and Touch()
+       // will signal to the caller that the file is not present (and needs to
+       // be re-written), or (b) Touch() will update the file's timestamp and
+       // Delete() will read the correct up-to-date timestamp and choose not to
+       // delete the file.
+
+       if v.readonly {
+               return MethodDisabledError
+       }
+       if v.locker != nil {
+               v.locker.Lock()
+               defer v.locker.Unlock()
+       }
        p := v.blockPath(loc)
        f, err := os.OpenFile(p, os.O_RDWR|os.O_APPEND, 0644)
        if err != nil {
@@ -266,15 +318,15 @@ func (v *UnixVolume) Delete(loc string) error {
        }
        defer unlockfile(f)
 
-       // If the block has been PUT more recently than -permission_ttl,
-       // return success without removing the block.  This guards against
-       // a race condition where a block is old enough that Data Manager
-       // has added it to the trash list, but the user submitted a PUT
-       // for the block since then.
+       // If the block has been PUT in the last blob_signature_ttl
+       // seconds, return success without removing the block. This
+       // protects data from garbage collection until it is no longer
+       // possible for clients to retrieve the unreferenced blocks
+       // anyway (because the permission signatures have expired).
        if fi, err := os.Stat(p); err != nil {
                return err
        } else {
-               if time.Since(fi.ModTime()) < permission_ttl {
+               if time.Since(fi.ModTime()) < blob_signature_ttl {
                        return nil
                }
        }
@@ -294,7 +346,7 @@ func (v *UnixVolume) blockPath(loc string) string {
 }
 
 // IsFull returns true if the free space on the volume is less than
-// MIN_FREE_KILOBYTES.
+// MinFreeKilobytes.
 //
 func (v *UnixVolume) IsFull() (isFull bool) {
        fullSymlink := v.root + "/full"
@@ -310,7 +362,7 @@ func (v *UnixVolume) IsFull() (isFull bool) {
        }
 
        if avail, err := v.FreeDiskSpace(); err == nil {
-               isFull = avail < MIN_FREE_KILOBYTES
+               isFull = avail < MinFreeKilobytes
        } else {
                log.Printf("%s: FreeDiskSpace: %s\n", v, err)
                isFull = false
@@ -342,6 +394,11 @@ func (v *UnixVolume) String() string {
        return fmt.Sprintf("[UnixVolume %s]", v.root)
 }
 
+// Writable returns false if all future Put, Mtime, and Delete calls are expected to fail.
+func (v *UnixVolume) Writable() bool {
+       return !v.readonly
+}
+
 // lockfile and unlockfile use flock(2) to manage kernel file locks.
 func lockfile(f *os.File) error {
        return syscall.Flock(int(f.Fd()), syscall.LOCK_EX)