3198: concurrency test and associated fixes
[arvados.git] / services / fuse / arvados_fuse / __init__.py
index 0d5ecb46ed31f6a4640feb31456e79be09085add..cab44dd5798bad4b81a3f1b99c6f35cb5ac69c48 100644 (file)
@@ -1,6 +1,49 @@
-#
-# FUSE driver for Arvados Keep
-#
+"""FUSE driver for Arvados Keep
+
+Architecture:
+
+There is one `Operations` object per mount point.  It is the entry point for all
+read and write requests from the llfuse module.
+
+The operations object owns an `Inodes` object.  The inodes object stores the
+mapping from numeric inode (used throughout the file system API to uniquely
+identify files) to the Python objects that implement files and directories.
+
+The `Inodes` object owns an `InodeCache` object.  The inode cache records the
+memory footprint of file system objects and when they are last used.  When the
+cache limit is exceeded, the least recently used objects are cleared.
+
+File system objects inherit from `fresh.FreshBase` which manages the object lifecycle.
+
+File objects inherit from `fusefile.File`.  Key methods are `readfrom` and `writeto`
+which implement actual reads and writes.
+
+Directory objects inherit from `fusedir.Directory`.  The directory object wraps
+a Python dict which stores the mapping from filenames to directory entries.
+Directory contents can be accessed through the Python operators such as `[]`
+and `in`.  These methods automatically check if the directory is fresh (up to
+date) or stale (needs update) and will call `update` if necessary before
+returing a result.
+
+The general FUSE operation flow is as follows:
+
+- The request handler is called with either an inode or file handle that is the
+  subject of the operation.
+
+- Look up the inode using the Inodes table or the file handle in the
+  filehandles table to get the file system object.
+
+- For methods that alter files or directories, check that the operation is
+  valid and permitted using _check_writable().
+
+- Call the relevant method on the file system object.
+
+- Return the result.
+
+The FUSE driver supports the Arvados event bus.  When an event is received for
+an object that is live in the inode cache, that object is immediately updated.
+
+"""
 
 import os
 import sys
@@ -24,15 +67,24 @@ import ciso8601
 import collections
 import functools
 
+import Queue
+
+# Default _notify_queue has a limit of 1000 items, but it really needs to be
+# unlimited to avoid deadlocks, see https://arvados.org/issues/3198#note-43 for
+# details.
+
+llfuse.capi._notify_queue = Queue.Queue()
+
 from fusedir import sanitize_filename, Directory, CollectionDirectory, MagicDirectory, TagsDirectory, ProjectDirectory, SharedDirectory, CollectionDirectoryBase
 from fusefile import StringFile, FuseArvadosFile
 
 _logger = logging.getLogger('arvados.arvados_fuse')
 
-log_handler = logging.StreamHandler()
-llogger = logging.getLogger('llfuse')
-llogger.addHandler(log_handler)
-llogger.setLevel(logging.DEBUG)
+# Uncomment this to enable llfuse debug logging.
+# log_handler = logging.StreamHandler()
+# llogger = logging.getLogger('llfuse')
+# llogger.addHandler(log_handler)
+# llogger.setLevel(logging.DEBUG)
 
 class Handle(object):
     """Connects a numeric file handle to a File or Directory object that has
@@ -66,6 +118,17 @@ class DirectoryHandle(Handle):
 
 
 class InodeCache(object):
+    """Records the memory footprint of objects and when they are last used.
+
+    When the cache limit is exceeded, the least recently used objects are
+    cleared.  Clearing the object means discarding its contents to release
+    memory.  The next time the object is accessed, it must be re-fetched from
+    the server.  Note that the inode cache limit is a soft limit; the cache
+    limit may be exceeded if necessary to load very large objects, it may also
+    be exceeded if open file handles prevent objects from being cleared.
+
+    """
+
     def __init__(self, cap, min_entries=4):
         self._entries = collections.OrderedDict()
         self._by_uuid = {}
@@ -91,7 +154,6 @@ class InodeCache(object):
         return True
 
     def cap_cache(self):
-        #_logger.debug("InodeCache total is %i cap is %i", self._total, self.cap)
         if self._total > self.cap:
             for key in list(self._entries.keys()):
                 if self._total < self.cap or len(self._entries) < self.min_entries:
@@ -129,10 +191,12 @@ class Inodes(object):
     """Manage the set of inodes.  This is the mapping from a numeric id
     to a concrete File or Directory object"""
 
-    def __init__(self, inode_cache):
+    def __init__(self, inode_cache, encoding="utf-8"):
         self._entries = {}
         self._counter = itertools.count(llfuse.ROOT_INODE)
         self.inode_cache = inode_cache
+        self.encoding = encoding
+        self.deferred_invalidations = []
 
     def __getitem__(self, item):
         return self._entries[item]
@@ -163,16 +227,26 @@ class Inodes(object):
 
     def del_entry(self, entry):
         if entry.ref_count == 0:
-            _logger.debug("Deleting inode %i", entry.inode)
             self.inode_cache.unmanage(entry)
-            llfuse.invalidate_inode(entry.inode)
             del self._entries[entry.inode]
+            with llfuse.lock_released:
+                entry.finalize()
+            self.invalidate_inode(entry.inode)
             entry.inode = None
         else:
             entry.dead = True
             _logger.debug("del_entry on inode %i with refcount %i", entry.inode, entry.ref_count)
 
+    def invalidate_inode(self, inode):
+        llfuse.invalidate_inode(inode)
+
+    def invalidate_entry(self, inode, name):
+        llfuse.invalidate_entry(inode, name)
+
+
 def catch_exceptions(orig_func):
+    """Catch uncaught exceptions and log them consistently."""
+
     @functools.wraps(orig_func)
     def catch_exceptions_wrapper(self, *args, **kwargs):
         try:
@@ -181,6 +255,12 @@ def catch_exceptions(orig_func):
             raise
         except EnvironmentError as e:
             raise llfuse.FUSEError(e.errno)
+        except arvados.errors.KeepWriteError as e:
+            _logger.error("Keep write error: " + str(e))
+            raise llfuse.FUSEError(errno.EIO)
+        except arvados.errors.NotFoundError as e:
+            _logger.error("Block not found error: " + str(e))
+            raise llfuse.FUSEError(errno.EIO)
         except:
             _logger.exception("Unhandled exception during FUSE operation")
             raise llfuse.FUSEError(errno.EIO)
@@ -200,15 +280,15 @@ class Operations(llfuse.Operations):
 
     """
 
-    def __init__(self, uid, gid, encoding="utf-8", inode_cache=None, num_retries=4):
+    def __init__(self, uid, gid, encoding="utf-8", inode_cache=None, num_retries=4, enable_write=False):
         super(Operations, self).__init__()
 
         if not inode_cache:
             inode_cache = InodeCache(cap=256*1024*1024)
-        self.inodes = Inodes(inode_cache)
+        self.inodes = Inodes(inode_cache, encoding=encoding)
         self.uid = uid
         self.gid = gid
-        self.encoding = encoding
+        self.enable_write = enable_write
 
         # dict of inode to filehandle
         self._filehandles = {}
@@ -227,31 +307,58 @@ class Operations(llfuse.Operations):
         # initializing to continue
         self.initlock.set()
 
+    @catch_exceptions
     def destroy(self):
         if self.events:
             self.events.close()
+            self.events = None
+
+        for k,v in self.inodes.items():
+            try:
+                v.finalize()
+            except Exception as e:
+                _logger.exception("Error during finalize of inode %i", k)
+        self.inodes = None
 
     def access(self, inode, mode, ctx):
         return True
 
     def listen_for_events(self, api_client):
-        self.event = arvados.events.subscribe(api_client,
+        self.events = arvados.events.subscribe(api_client,
                                  [["event_type", "in", ["create", "update", "delete"]]],
                                  self.on_event)
 
+    @catch_exceptions
     def on_event(self, ev):
         if 'event_type' in ev:
             with llfuse.lock:
                 item = self.inodes.inode_cache.find(ev["object_uuid"])
                 if item is not None:
                     item.invalidate()
-                    item.update()
+                    if ev["object_kind"] == "arvados#collection":
+                        new_attr = ev.get("properties") and ev["properties"].get("new_attributes") and ev["properties"]["new_attributes"]
+
+                        # new_attributes.modified_at currently lacks subsecond precision (see #6347) so use event_at which
+                        # should always be the same.
+                        #record_version = (new_attr["modified_at"], new_attr["portable_data_hash"]) if new_attr else None
+                        record_version = (ev["event_at"], new_attr["portable_data_hash"]) if new_attr else None
+
+                        item.update(to_record_version=record_version)
+                    else:
+                        item.update()
+
+                oldowner = ev.get("properties") and ev["properties"].get("old_attributes") and ev["properties"]["old_attributes"].get("owner_uuid")
+                olditemparent = self.inodes.inode_cache.find(oldowner)
+                if olditemparent is not None:
+                    olditemparent.invalidate()
+                    olditemparent.update()
 
                 itemparent = self.inodes.inode_cache.find(ev["object_owner_uuid"])
                 if itemparent is not None:
                     itemparent.invalidate()
                     itemparent.update()
 
+
     @catch_exceptions
     def getattr(self, inode):
         if inode not in self.inodes:
@@ -262,8 +369,8 @@ class Operations(llfuse.Operations):
         entry = llfuse.EntryAttributes()
         entry.st_ino = inode
         entry.generation = 0
-        entry.entry_timeout = 300
-        entry.attr_timeout = 300
+        entry.entry_timeout = 60
+        entry.attr_timeout = 60
 
         entry.st_mode = stat.S_IRUSR | stat.S_IRGRP | stat.S_IROTH
         if isinstance(e, Directory):
@@ -273,7 +380,7 @@ class Operations(llfuse.Operations):
             if isinstance(e, FuseArvadosFile):
                 entry.st_mode |= stat.S_IXUSR | stat.S_IXGRP | stat.S_IXOTH
 
-        if e.writable():
+        if self.enable_write and e.writable():
             entry.st_mode |= stat.S_IWUSR | stat.S_IWGRP | stat.S_IWOTH
 
         entry.st_nlink = 1
@@ -284,16 +391,29 @@ class Operations(llfuse.Operations):
         entry.st_size = e.size()
 
         entry.st_blksize = 512
-        entry.st_blocks = (e.size()/512)+1
+        entry.st_blocks = (entry.st_size/512)+1
         entry.st_atime = int(e.atime())
         entry.st_mtime = int(e.mtime())
         entry.st_ctime = int(e.mtime())
 
         return entry
 
+    @catch_exceptions
+    def setattr(self, inode, attr):
+        entry = self.getattr(inode)
+
+        e = self.inodes[inode]
+
+        if attr.st_size is not None and isinstance(e, FuseArvadosFile):
+            with llfuse.lock_released:
+                e.arvfile.truncate(attr.st_size)
+                entry.st_size = e.arvfile.size()
+
+        return entry
+
     @catch_exceptions
     def lookup(self, parent_inode, name):
-        name = unicode(name, self.encoding)
+        name = unicode(name, self.inodes.encoding)
         inode = None
 
         if name == '.':
@@ -352,12 +472,7 @@ class Operations(llfuse.Operations):
 
         self.inodes.touch(handle.obj)
 
-        try:
-            with llfuse.lock_released:
-                return handle.obj.readfrom(off, size, self.num_retries)
-        except arvados.errors.NotFoundError as e:
-            _logger.warning("Block not found: " + str(e))
-            raise llfuse.FUSEError(errno.EIO)
+        return handle.obj.readfrom(off, size, self.num_retries)
 
     @catch_exceptions
     def write(self, fh, off, buf):
@@ -372,20 +487,18 @@ class Operations(llfuse.Operations):
 
         self.inodes.touch(handle.obj)
 
-        with llfuse.lock_released:
-            return handle.obj.writeto(off, buf, self.num_retries)
+        return handle.obj.writeto(off, buf, self.num_retries)
 
     @catch_exceptions
     def release(self, fh):
         if fh in self._filehandles:
             try:
                 self._filehandles[fh].flush()
-            except EnvironmentError as e:
-                raise llfuse.FUSEError(e.errno)
             except Exception:
-                _logger.exception("Flush error")
-            self._filehandles[fh].release()
-            del self._filehandles[fh]
+                raise
+            finally:
+                self._filehandles[fh].release()
+                del self._filehandles[fh]
         self.inodes.inode_cache.cap_cache()
 
     def releasedir(self, fh):
@@ -429,16 +542,13 @@ class Operations(llfuse.Operations):
         e = off
         while e < len(handle.entries):
             if handle.entries[e][1].inode in self.inodes:
-                try:
-                    yield (handle.entries[e][0].encode(self.encoding), self.getattr(handle.entries[e][1].inode), e+1)
-                except UnicodeEncodeError:
-                    pass
+                yield (handle.entries[e][0].encode(self.inodes.encoding), self.getattr(handle.entries[e][1].inode), e+1)
             e += 1
 
     @catch_exceptions
     def statfs(self):
         st = llfuse.StatvfsData()
-        st.f_bsize = 64 * 1024
+        st.f_bsize = 128 * 1024
         st.f_blocks = 0
         st.f_files = 0
 
@@ -452,6 +562,9 @@ class Operations(llfuse.Operations):
         return st
 
     def _check_writable(self, inode_parent):
+        if not self.enable_write:
+            raise llfuse.FUSEError(errno.EROFS)
+
         if inode_parent in self.inodes:
             p = self.inodes[inode_parent]
         else:
@@ -467,6 +580,8 @@ class Operations(llfuse.Operations):
 
     @catch_exceptions
     def create(self, inode_parent, name, mode, flags, ctx):
+        _logger.debug("arv-mount create: %i '%s' %o", inode_parent, name, mode)
+
         p = self._check_writable(inode_parent)
         p.create(name)