18205: Add container cost accounting fields.
[arvados.git] / services / api / db / migrate / 20200501150153_permission_table.rb
index 51216b9c23b30398c14cf2bb2385dd47946cd49e..4f9ea156dc8d8315004aed0e761c69ba8e431de6 100644 (file)
@@ -2,19 +2,34 @@
 #
 # SPDX-License-Identifier: AGPL-3.0
 
+require '20200501150153_permission_table_constants'
+
 class PermissionTable < ActiveRecord::Migration[5.0]
   def up
+    # This is a major migration.  We are replacing the
+    # materialized_permission_view, which is fully recomputed any time
+    # a permission changes (and becomes very expensive as the number
+    # of users/groups becomes large), with a new strategy that only
+    # recomputes permissions for the subset of objects that are
+    # potentially affected by the addition or removal of a permission
+    # relationship (i.e. ownership or a permission link).
+    #
+    # This also disentangles the concept of "trashed groups" from the
+    # permissions system.  Updating trashed items follows a similar
+    # (but less complicated) strategy to updating permissions, so it
+    # may be helpful to look at that first.
+
     ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP MATERIALIZED VIEW IF EXISTS materialized_permission_view;"
     drop_table :permission_refresh_lock
 
-    create_table :materialized_permissions, :id => false do |t|
-      t.string :user_uuid
-      t.string :target_uuid
-      t.integer :perm_level
-      t.boolean :traverse_owned
+    # This table stores the set of trashed groups and their trash_at
+    # time.  Used to exclude trashed projects and their contents when
+    # getting object listings.
+    create_table :trashed_groups, :id => false do |t|
+      t.string :group_uuid
+      t.datetime :trash_at
     end
-    add_index :materialized_permissions, [:user_uuid, :target_uuid], unique: true, name: 'permission_user_target'
-    add_index :materialized_permissions, [:target_uuid], unique: false, name: 'permission_target'
+    add_index :trashed_groups, :group_uuid, :unique => true
 
     ActiveRecord::Base.connection.execute %{
 create or replace function project_subtree_with_trash_at (starting_uuid varchar(27), starting_trash_at timestamp)
@@ -22,6 +37,15 @@ returns table (target_uuid varchar(27), trash_at timestamp)
 STABLE
 language SQL
 as $$
+/* Starting from a project, recursively traverse all the projects
+  underneath it and return a set of project uuids and trash_at times
+  (may be null).  The initial trash_at can be a timestamp or null.
+  The trash_at time propagates downward to groups it owns, i.e. when a
+  group is trashed, everything underneath it in the ownership
+  hierarchy is also considered trashed.  However, this is fact is
+  recorded in the trashed_groups table, not by updating trash_at field
+  in the groups table.
+*/
 WITH RECURSIVE
         project_subtree(uuid, trash_at) as (
         values (starting_uuid, starting_trash_at)
@@ -33,43 +57,65 @@ WITH RECURSIVE
 $$;
 }
 
-    create_table :trashed_groups, :id => false do |t|
-      t.string :group_uuid
-      t.datetime :trash_at
-    end
-    add_index :trashed_groups, :group_uuid, :unique => true
-
-    ActiveRecord::Base.connection.execute %{
-create or replace function compute_trashed ()
-returns table (uuid varchar(27), trash_at timestamp)
-STABLE
-language SQL
-as $$
-select ps.target_uuid as group_uuid, ps.trash_at from groups,
-  lateral project_subtree_with_trash_at(groups.uuid, groups.trash_at) ps
-  where groups.owner_uuid like '_____-tpzed-_______________'
-$$;
-}
+    # Now populate the table.  For a non-test databse this is the only
+    # time this ever happens, after this the trash table is updated
+    # incrementally.  See app/models/group.rb#update_trash
+    refresh_trashed
 
-    ActiveRecord::Base.connection.execute("INSERT INTO trashed_groups select * from compute_trashed()")
+    # The table to store the flattened permissions.  This is almost
+    # exactly the same as the old materalized_permission_view except
+    # that the target_owner_uuid colunm in the view is now just a
+    # boolean traverse_owned (the column was only ever tested for null
+    # or non-null).
+    #
+    # For details on how this table is used to apply permissions to
+    # queries, see app/models/arvados_model.rb#readable_by
+    #
+    create_table :materialized_permissions, :id => false do |t|
+      t.string :user_uuid
+      t.string :target_uuid
+      t.integer :perm_level
+      t.boolean :traverse_owned
+    end
+    add_index :materialized_permissions, [:user_uuid, :target_uuid], unique: true, name: 'permission_user_target'
+    add_index :materialized_permissions, [:target_uuid], unique: false, name: 'permission_target'
 
     ActiveRecord::Base.connection.execute %{
 create or replace function should_traverse_owned (starting_uuid varchar(27),
                                                   starting_perm integer)
   returns bool
-STABLE
+IMMUTABLE
 language SQL
 as $$
+/* Helper function.  Determines if permission on an object implies
+   transitive permission to things the object owns.  This is always
+   true for groups, but only true for users when the permission level
+   is can_manage.
+*/
 select starting_uuid like '_____-j7d0g-_______________' or
        (starting_uuid like '_____-tpzed-_______________' and starting_perm >= 3);
 $$;
 }
 
+    # Merge all permission relationships into a single view.  This
+    # consists of: groups owned by users and projects, users owned
+    # by other users, users have permission on themselves,
+    # and explicit permission links.
+    #
+    # A SQL view gets inlined into the query where it is used as a
+    # subquery.  This enables the query planner to inject constraints,
+    # so it only has to look up edges it plans to traverse and avoid a brute
+    # force query of all edges.
     ActiveRecord::Base.connection.execute %{
 create view permission_graph_edges as
-  select groups.owner_uuid as tail_uuid, groups.uuid as head_uuid, (3) as val from groups
+  select groups.owner_uuid as tail_uuid, groups.uuid as head_uuid,
+         (3) as val, groups.uuid as edge_id from groups
 union all
-  select users.owner_uuid as tail_uuid, users.uuid as head_uuid, (3) as val from users
+  select users.owner_uuid as tail_uuid, users.uuid as head_uuid,
+         (3) as val, users.uuid as edge_id from users
+union all
+  select users.uuid as tail_uuid, users.uuid as head_uuid,
+         (3) as val, '' as edge_id from users
 union all
   select links.tail_uuid,
          links.head_uuid,
@@ -78,89 +124,143 @@ union all
            WHEN links.name = 'can_login'  THEN 1
            WHEN links.name = 'can_write'  THEN 2
            WHEN links.name = 'can_manage' THEN 3
-          END as val
+           ELSE 0
+         END as val,
+         links.uuid as edge_id
       from links
       where links.link_class='permission'
 }
 
-        # Get a set of permission by searching the graph and following
-        # ownership and permission links.
-        #
-        # edges() - a subselect with the union of ownership and permission links
-        #
-        # traverse_graph() - recursive query, from the starting node,
-        # self-join with edges to find outgoing permissions.
-        # Re-runs the query on new rows until there are no more results.
-        # This accomplishes a breadth-first search of the permission graph.
-        #
-    ActiveRecord::Base.connection.execute %{
-create or replace function search_permission_graph (starting_uuid varchar(27),
-                                                    starting_perm integer)
-  returns table (target_uuid varchar(27), val integer, traverse_owned bool)
-STABLE
-language SQL
-as $$
-WITH RECURSIVE
-        traverse_graph(target_uuid, val, traverse_owned) as (
-            values (starting_uuid, starting_perm,
-                    should_traverse_owned(starting_uuid, starting_perm))
-          union
-            (select edges.head_uuid,
-                    least(edges.val, traverse_graph.val,
-                          case traverse_graph.traverse_owned
-                            when true then null
-                            else 0
-                          end),
-                    should_traverse_owned(edges.head_uuid, edges.val)
-             from permission_graph_edges as edges, traverse_graph
-             where traverse_graph.target_uuid = edges.tail_uuid))
-        select target_uuid, max(val), bool_or(traverse_owned) from traverse_graph
-        group by (target_uuid);
-$$;
+    # This is used to ensure that the permission edge passed into
+    # compute_permission_subgraph takes replaces the existing edge in
+    # the "edges" view that is about to be removed.
+    edge_perm = %{
+case (edges.edge_id = perm_edge_id)
+                               when true then starting_perm
+                               else edges.val
+                            end
 }
 
+    # The primary function to compute permissions for a subgraph.
+    # Comments on how it works are inline.
+    #
+    # Due to performance issues due to the query optimizer not
+    # working across function and "with" expression boundaries, I
+    # had to fall back on using string templates for repeated code
+    # in order to inline it.
+
     ActiveRecord::Base.connection.execute %{
 create or replace function compute_permission_subgraph (perm_origin_uuid varchar(27),
                                                         starting_uuid varchar(27),
-                                                        starting_perm integer)
+                                                        starting_perm integer,
+                                                        perm_edge_id varchar(27))
 returns table (user_uuid varchar(27), target_uuid varchar(27), val integer, traverse_owned bool)
 STABLE
 language SQL
 as $$
+
+/* The purpose of this function is to compute the permissions for a
+   subgraph of the database, starting from a given edge.  The newly
+   computed permissions are used to add and remove rows from the main
+   permissions table.
+
+   perm_origin_uuid: The object that 'gets' the permission.
+
+   starting_uuid: The starting object the permission applies to.
+
+   starting_perm: The permission that perm_origin_uuid 'has' on
+                  starting_uuid One of 1, 2, 3 for can_read,
+                  can_write, can_manage respectively, or 0 to revoke
+                  permissions.
+
+   perm_edge_id: Identifies the permission edge that is being updated.
+                 Changes of ownership, this is starting_uuid.
+                 For links, this is the uuid of the link object.
+                 This is used to override the edge value in the database
+                 with starting_perm.  This is necessary when revoking
+                 permissions because the update happens before edge is
+                 actually removed.
+*/
 with
-perm_from_start(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
-  select perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned
-    from search_permission_graph(starting_uuid, starting_perm)),
+  /* Starting from starting_uuid, determine the set of objects that
+     could be affected by this permission change.
+
+     Note: We don't traverse users unless it is an "identity"
+     permission (permission origin is self).
+  */
+  perm_from_start(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
+    #{PERM_QUERY_TEMPLATE % {:base_case => %{
+             values (perm_origin_uuid, starting_uuid, starting_perm,
+                    should_traverse_owned(starting_uuid, starting_perm),
+                    (perm_origin_uuid = starting_uuid or starting_uuid not like '_____-tpzed-_______________'))
+},
+:edge_perm => edge_perm
+} }),
 
+  /* Find other inbound edges that grant permissions to 'targets' in
+     perm_from_start, and compute permissions that originate from
+     those.
+
+     This is necessary for two reasons:
+
+       1) Other users may have access to a subset of the objects
+       through other permission links than the one we started from.
+       If we don't recompute them, their permission will get dropped.
+
+       2) There may be more than one path through which a user gets
+       permission to an object.  For example, a user owns a project
+       and also shares it can_read with a group the user belongs
+       to. adding the can_read link must not overwrite the existing
+       can_manage permission granted by ownership.
+  */
   additional_perms(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
-    select edges.tail_uuid as perm_origin_uuid, ps.target_uuid, ps.val,
-           should_traverse_owned(ps.target_uuid, ps.val)
-      from permission_graph_edges as edges, lateral search_permission_graph(edges.head_uuid, edges.val) as ps
-      where (not (edges.tail_uuid = perm_origin_uuid and
-                 edges.head_uuid = starting_uuid)) and
-            edges.tail_uuid not in (select target_uuid from perm_from_start) and
-            edges.head_uuid in (select target_uuid from perm_from_start)),
-
-  partial_perms(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
+    #{PERM_QUERY_TEMPLATE % {:base_case => %{
+    select edges.tail_uuid as origin_uuid, edges.head_uuid as target_uuid, edges.val,
+           should_traverse_owned(edges.head_uuid, edges.val),
+           edges.head_uuid like '_____-j7d0g-_______________'
+      from permission_graph_edges as edges
+      where edges.edge_id != perm_edge_id and
+            edges.tail_uuid not in (select target_uuid from perm_from_start where target_uuid like '_____-j7d0g-_______________') and
+            edges.head_uuid in (select target_uuid from perm_from_start)
+},
+:edge_perm => edge_perm
+} }),
+
+  /* Combine the permissions computed in the first two phases. */
+  all_perms(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
       select * from perm_from_start
     union all
       select * from additional_perms
-  ),
+  )
 
-  user_identity_perms(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
-    select users.uuid as perm_origin_uuid, ps.target_uuid, ps.val, ps.traverse_owned
-      from users, lateral search_permission_graph(users.uuid, 3) as ps
-      where (users.owner_uuid not in (select target_uuid from partial_perms) or
-             users.owner_uuid = users.uuid) and
-      users.uuid in (select target_uuid from partial_perms)
-  ),
+  /* The actual query that produces rows to be added or removed
+     from the materialized_permissions table.  This is the clever
+     bit.
 
-  all_perms(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
-      select * from partial_perms
-    union
-      select * from user_identity_perms
-  )
+     Key insights:
 
+     * For every group, the materialized_permissions lists all users
+       that can access to that group.
+
+     * The all_perms subquery has computed permissions on on a set of
+       objects for all inbound "origins", which are users or groups.
+
+     * Permissions through groups are transitive.
+
+     We can infer:
+
+     1) The materialized_permissions table declares that user X has permission N on group Y
+     2) The all_perms result has determined group Y has permission M on object Z
+     3) Therefore, user X has permission min(N, M) on object Z
+
+     This allows us to efficiently determine the set of users that
+     have permissions on the subset of objects, without having to
+     follow the chain of permission back up to find those users.
+
+     In addition, because users always have permission on themselves, this
+     query also makes sure those permission rows are always
+     returned.
+  */
   select v.user_uuid, v.target_uuid, max(v.perm_level), bool_or(v.traverse_owned) from
     (select m.user_uuid,
          u.target_uuid,
@@ -168,19 +268,20 @@ perm_from_start(perm_origin_uuid, target_uuid, val, traverse_owned) as (
          u.traverse_owned
       from all_perms as u, materialized_permissions as m
            where u.perm_origin_uuid = m.target_uuid AND m.traverse_owned
+           AND (m.user_uuid = m.target_uuid or m.target_uuid not like '_____-tpzed-_______________')
     union all
-      select perm_origin_uuid as user_uuid, target_uuid, val as perm_level, traverse_owned
+      select target_uuid as user_uuid, target_uuid, 3, true
         from all_perms
-        where all_perms.perm_origin_uuid like '_____-tpzed-_______________') as v
+        where all_perms.target_uuid like '_____-tpzed-_______________') as v
     group by v.user_uuid, v.target_uuid
 $$;
      }
 
-    ActiveRecord::Base.connection.execute %{
-INSERT INTO materialized_permissions
-select users.uuid, g.target_uuid, g.val, g.traverse_owned
-from users, lateral search_permission_graph(users.uuid, 3) as g where g.val > 0
-}
+    #
+    # Populate materialized_permissions by traversing permissions
+    # starting at each user.
+    #
+    refresh_permissions
   end
 
   def down
@@ -188,9 +289,7 @@ from users, lateral search_permission_graph(users.uuid, 3) as g where g.val > 0
     drop_table :trashed_groups
 
     ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP function project_subtree_with_trash_at (varchar, timestamp);"
-    ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP function compute_trashed ();"
-    ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP function search_permission_graph(varchar, integer);"
-    ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP function compute_permission_subgraph (varchar, varchar, integer);"
+    ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP function compute_permission_subgraph (varchar, varchar, integer, varchar);"
     ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP function should_traverse_owned(varchar, integer);"
     ActiveRecord::Base.connection.execute "DROP view permission_graph_edges;"