src/rrd_open.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * RRDtool 1.3rc5  Copyright by Tobi Oetiker, 1997-2008
   3  *****************************************************************************
   4  * rrd_open.c  Open an RRD File
   5  *****************************************************************************
   6  * $Id$
   7  *****************************************************************************/
   8
   9 #include "rrd_tool.h"
  10 #include "unused.h"
  11 #define MEMBLK 8192
  12
  13 /* DEBUG 2 prints information obtained via mincore(2) */
  14 #define DEBUG 1
  15 /* do not calculate exact madvise hints but assume 1 page for headers and
  16  * set DONTNEED for the rest, which is assumed to be data */
  17 /* Avoid calling madvise on areas that were already hinted. May be benefical if
  18  * your syscalls are very slow */
  19
  20 #ifdef HAVE_MMAP
  21 /* the cast to void* is there to avoid this warning seen on ia64 with certain
  22    versions of gcc: 'cast increases required alignment of target type'
  23 */
  24 #define __rrd_read(dst, dst_t, cnt) \
  25         (dst) = (dst_t*)(void*) (data + offset); \
  26         offset += sizeof(dst_t) * (cnt)
  27 #else
  28 #define __rrd_read(dst, dst_t, cnt) \
  29         if ((dst = malloc(sizeof(dst_t)*(cnt))) == NULL) { \
  30                 rrd_set_error(#dst " malloc"); \
  31                 goto out_nullify_head; \
  32         } \
  33         offset += read (rrd_file->fd, dst, sizeof(dst_t)*(cnt))
  34 #endif
  35
  36 /* get the address of the start of this page */
  37 #ifndef PAGE_START
  38 #define PAGE_START(addr) ((addr)&(~(_page_size-1)))
  39 #endif
  40
  41
  42 /* Open a database file, return its header and an open filehandle,
  43  * positioned to the first cdp in the first rra.
  44  * In the error path of rrd_open, only rrd_free(&rrd) has to be called
  45  * before returning an error. Do not call rrd_close upon failure of rrd_open.
  46  */
  47
  48 rrd_file_t *rrd_open(
  49     const char *const file_name,
  50     rrd_t *rrd,
  51     unsigned rdwr)
  52 {
  53     int       flags = 0;
  54     mode_t    mode = S_IRUSR;
  55     int       version;
  56
  57 #ifdef HAVE_MMAP
  58     ssize_t   _page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
  59     int       mm_prot = PROT_READ, mm_flags = 0;
  60     char     *data;
  61 #endif
  62     off_t     offset = 0;
  63     struct stat statb;
  64     rrd_file_t *rrd_file = NULL;
  65     off_t     newfile_size = 0;
  66
  67     if (rdwr & RRD_CREAT) {
  68         /* yes bad inline signaling alert, we are using the
  69            floatcookie to pass the size in ... only used in resize */
  70         newfile_size = (off_t) rrd->stat_head->float_cookie;
  71         free(rrd->stat_head);
  72     }
  73     rrd_init(rrd);
  74     rrd_file = malloc(sizeof(rrd_file_t));
  75     if (rrd_file == NULL) {
  76         rrd_set_error("allocating rrd_file descriptor for '%s'", file_name);
  77         return NULL;
  78     }
  79     memset(rrd_file, 0, sizeof(rrd_file_t));
  80
  81 #ifdef DEBUG
  82     if ((rdwr & (RRD_READONLY | RRD_READWRITE)) ==
  83         (RRD_READONLY | RRD_READWRITE)) {
  84         /* Both READONLY and READWRITE were given, which is invalid.  */
  85         rrd_set_error("in read/write request mask");
  86         exit(-1);
  87     }
  88 #endif
  89     if (rdwr & RRD_READONLY) {
  90         flags |= O_RDONLY;
  91 #ifdef HAVE_MMAP
  92         mm_flags = MAP_PRIVATE;
  93 # ifdef MAP_NORESERVE
  94         mm_flags |= MAP_NORESERVE;  /* readonly, so no swap backing needed */
  95 # endif
  96 #endif
  97     } else {
  98         if (rdwr & RRD_READWRITE) {
  99             mode |= S_IWUSR;
 100             flags |= O_RDWR;
 101 #ifdef HAVE_MMAP
 102             mm_flags = MAP_SHARED;
 103             mm_prot |= PROT_WRITE;
 104 #endif
 105         }
 106         if (rdwr & RRD_CREAT) {
 107             flags |= (O_CREAT | O_TRUNC);
 108         }
 109     }
 110     if (rdwr & RRD_READAHEAD) {
 111 #ifdef MAP_POPULATE
 112         mm_flags |= MAP_POPULATE;   /* populate ptes and data */
 113 #endif
 114 #if defined MAP_NONBLOCK
 115         mm_flags |= MAP_NONBLOCK;   /* just populate ptes */
 116 #endif
 117     }
 118
 119     if ((rrd_file->fd = open(file_name, flags, mode)) < 0) {
 120         rrd_set_error("opening '%s': %s", file_name, rrd_strerror(errno));
 121         goto out_free;
 122     }
 123
 124     /* Better try to avoid seeks as much as possible. stat may be heavy but
 125      * many concurrent seeks are even worse.  */
 126     if (newfile_size == 0 && ((fstat(rrd_file->fd, &statb)) < 0)) {
 127         rrd_set_error("fstat '%s': %s", file_name, rrd_strerror(errno));
 128         goto out_close;
 129     }
 130     if (newfile_size == 0) {
 131         rrd_file->file_len = statb.st_size;
 132     } else {
 133         rrd_file->file_len = newfile_size;
 134         lseek(rrd_file->fd, newfile_size - 1, SEEK_SET);
 135         write(rrd_file->fd, "\0", 1);   /* poke */
 136         lseek(rrd_file->fd, 0, SEEK_SET);
 137     }
 138 #ifdef HAVE_POSIX_FADVISE
 139     /* In general we need no read-ahead when dealing with rrd_files.
 140        When we stop reading, it is highly unlikely that we start up again.
 141        In this manner we actually save time and diskaccess (and buffer cache).
 142        Thanks to Dave Plonka for the Idea of using POSIX_FADV_RANDOM here. */
 143     posix_fadvise(rrd_file->fd, 0, 0, POSIX_FADV_RANDOM);
 144 #endif
 145
 146 /*
 147         if (rdwr & RRD_READWRITE)
 148         {
 149            if (setvbuf((rrd_file->fd),NULL,_IONBF,2)) {
 150                   rrd_set_error("failed to disable the stream buffer\n");
 151                   return (-1);
 152            }
 153         }
 154 */
 155 #ifdef HAVE_MMAP
 156     data = mmap(0, rrd_file->file_len, mm_prot, mm_flags,
 157                 rrd_file->fd, offset);
 158
 159     /* lets see if the first read worked */
 160     if (data == MAP_FAILED) {
 161         rrd_set_error("mmaping file '%s': %s", file_name,
 162                       rrd_strerror(errno));
 163         goto out_close;
 164     }
 165     rrd_file->file_start = data;
 166     if (rdwr & RRD_CREAT) {
 167         memset(data, DNAN, newfile_size - 1);
 168         goto out_done;
 169     }
 170 #endif
 171     if (rdwr & RRD_CREAT)
 172         goto out_done;
 173 #ifdef USE_MADVISE
 174     if (rdwr & RRD_COPY) {
 175         /* We will read everything in a moment (copying) */
 176         madvise(data, rrd_file->file_len, MADV_WILLNEED | MADV_SEQUENTIAL);
 177     } else {
 178         /* We do not need to read anything in for the moment */
 179         madvise(data, rrd_file->file_len, MADV_RANDOM);
 180         /* the stat_head will be needed soonish, so hint accordingly */
 181         madvise(data, sizeof(stat_head_t), MADV_WILLNEED | MADV_RANDOM);
 182     }
 183 #endif
 184
 185     __rrd_read(rrd->stat_head, stat_head_t,
 186                1);
 187
 188     /* lets do some test if we are on track ... */
 189     if (memcmp(rrd->stat_head->cookie, RRD_COOKIE, sizeof(RRD_COOKIE)) != 0) {
 190         rrd_set_error("'%s' is not an RRD file", file_name);
 191         goto out_nullify_head;
 192     }
 193
 194     if (rrd->stat_head->float_cookie != FLOAT_COOKIE) {
 195         rrd_set_error("This RRD was created on another architecture");
 196         goto out_nullify_head;
 197     }
 198
 199     version = atoi(rrd->stat_head->version);
 200
 201     if (version > atoi(RRD_VERSION)) {
 202         rrd_set_error("can't handle RRD file version %s",
 203                       rrd->stat_head->version);
 204         goto out_nullify_head;
 205     }
 206 #if defined USE_MADVISE
 207     /* the ds_def will be needed soonish, so hint accordingly */
 208     madvise(data + PAGE_START(offset),
 209             sizeof(ds_def_t) * rrd->stat_head->ds_cnt, MADV_WILLNEED);
 210 #endif
 211     __rrd_read(rrd->ds_def, ds_def_t,
 212                rrd->stat_head->ds_cnt);
 213
 214 #if defined USE_MADVISE
 215     /* the rra_def will be needed soonish, so hint accordingly */
 216     madvise(data + PAGE_START(offset),
 217             sizeof(rra_def_t) * rrd->stat_head->rra_cnt, MADV_WILLNEED);
 218 #endif
 219     __rrd_read(rrd->rra_def, rra_def_t,
 220                rrd->stat_head->rra_cnt);
 221
 222     /* handle different format for the live_head */
 223     if (version < 3) {
 224         rrd->live_head = (live_head_t *) malloc(sizeof(live_head_t));
 225         if (rrd->live_head == NULL) {
 226             rrd_set_error("live_head_t malloc");
 227             goto out_close;
 228         }
 229
 230 #if defined USE_MADVISE
 231         /* the live_head will be needed soonish, so hint accordingly */
 232         madvise(data + PAGE_START(offset),
 233                 sizeof(time_t), MADV_WILLNEED);
 234 #endif
 235         __rrd_read(rrd->legacy_last_up,time_t,1);
 236         rrd->live_head->last_up = *rrd->legacy_last_up;
 237         rrd->live_head->last_up_usec = 0;
 238     } else {
 239 #if defined USE_MADVISE
 240         /* the live_head will be needed soonish, so hint accordingly */
 241         madvise(data + PAGE_START(offset),
 242                 sizeof(live_head_t), MADV_WILLNEED);
 243 #endif
 244         __rrd_read(rrd->live_head, live_head_t,
 245                    1);
 246     }
 247     __rrd_read(rrd->pdp_prep, pdp_prep_t,
 248                rrd->stat_head->ds_cnt);
 249     __rrd_read(rrd->cdp_prep, cdp_prep_t,
 250                rrd->stat_head->rra_cnt * rrd->stat_head->ds_cnt);
 251     __rrd_read(rrd->rra_ptr, rra_ptr_t,
 252                rrd->stat_head->rra_cnt);
 253
 254     rrd_file->header_len = offset;
 255     rrd_file->pos = offset;
 256   out_done:
 257     return (rrd_file);
 258   out_nullify_head:
 259     rrd->stat_head = NULL;
 260   out_close:
 261     close(rrd_file->fd);
 262   out_free:
 263     free(rrd_file);
 264     return NULL;
 265 }
 266
 267
 268 #if defined DEBUG && DEBUG > 1
 269 /* Print list of in-core pages of a the current rrd_file.  */
 270 static
 271 void mincore_print(
 272     rrd_file_t *rrd_file,
 273     char *mark)
 274 {
 275 #ifdef HAVE_MMAP
 276     /* pretty print blocks in core */
 277     off_t     off;
 278     unsigned char *vec;
 279     ssize_t   _page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 280
 281     off = rrd_file->file_len +
 282         ((rrd_file->file_len + _page_size - 1) / _page_size);
 283     vec = malloc(off);
 284     if (vec != NULL) {
 285         memset(vec, 0, off);
 286         if (mincore(rrd_file->file_start, rrd_file->file_len, vec) == 0) {
 287             int       prev;
 288             unsigned  is_in = 0, was_in = 0;
 289
 290             for (off = 0, prev = 0; off < rrd_file->file_len; ++off) {
 291                 is_in = vec[off] & 1;   /* if lsb set then is core resident */
 292                 if (off == 0)
 293                     was_in = is_in;
 294                 if (was_in != is_in) {
 295                     fprintf(stderr, "%s: %sin core: %p len %ld\n", mark,
 296                             was_in ? "" : "not ", vec + prev, off - prev);
 297                     was_in = is_in;
 298                     prev = off;
 299                 }
 300             }
 301             fprintf(stderr,
 302                     "%s: %sin core: %p len %ld\n", mark,
 303                     was_in ? "" : "not ", vec + prev, off - prev);
 304         } else
 305             fprintf(stderr, "mincore: %s", rrd_strerror(errno));
 306     }
 307 #else
 308     fprintf(stderr, "sorry mincore only works with mmap");
 309 #endif
 310 }
 311 #endif                          /* defined DEBUG && DEBUG > 1 */
 312
 313
 314 /* drop cache except for the header and the active pages */
 315 void rrd_dontneed(
 316     rrd_file_t *rrd_file,
 317     rrd_t *rrd)
 318 {
 319     unsigned long dontneed_start;
 320     unsigned long rra_start;
 321     unsigned long active_block;
 322     unsigned long i;
 323     ssize_t   _page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 324
 325 #if defined DEBUG && DEBUG > 1
 326     mincore_print(rrd_file, "before");
 327 #endif
 328
 329     /* ignoring errors from RRDs that are smaller then the file_len+rounding */
 330     rra_start = rrd_file->header_len;
 331     dontneed_start = PAGE_START(rra_start) + _page_size;
 332     for (i = 0; i < rrd->stat_head->rra_cnt; ++i) {
 333         active_block =
 334             PAGE_START(rra_start
 335                        + rrd->rra_ptr[i].cur_row
 336                        * rrd->stat_head->ds_cnt * sizeof(rrd_value_t));
 337         if (active_block > dontneed_start) {
 338 #ifdef USE_MADVISE
 339             madvise(rrd_file->file_start + dontneed_start,
 340                     active_block - dontneed_start - 1, MADV_DONTNEED);
 341 #endif
 342 /* in linux at least only fadvise DONTNEED seems to purge pages from cache */
 343 #ifdef HAVE_POSIX_FADVISE
 344             posix_fadvise(rrd_file->fd, dontneed_start,
 345                           active_block - dontneed_start - 1,
 346                           POSIX_FADV_DONTNEED);
 347 #endif
 348         }
 349         dontneed_start = active_block;
 350         /* do not release 'hot' block if update for this RAA will occur
 351          * within 10 minutes */
 352         if (rrd->stat_head->pdp_step * rrd->rra_def[i].pdp_cnt -
 353             rrd->live_head->last_up % (rrd->stat_head->pdp_step *
 354                                        rrd->rra_def[i].pdp_cnt) < 10 * 60) {
 355             dontneed_start += _page_size;
 356         }
 357         rra_start +=
 358             rrd->rra_def[i].row_cnt * rrd->stat_head->ds_cnt *
 359             sizeof(rrd_value_t);
 360     }
 361 #ifdef USE_MADVISE
 362     madvise(rrd_file->file_start + dontneed_start,
 363             rrd_file->file_len - dontneed_start, MADV_DONTNEED);
 364 #endif
 365 #ifdef HAVE_POSIX_FADVISE
 366     posix_fadvise(rrd_file->fd, dontneed_start,
 367                   rrd_file->file_len - dontneed_start, POSIX_FADV_DONTNEED);
 368 #endif
 369 #if defined DEBUG && DEBUG > 1
 370     mincore_print(rrd_file, "after");
 371 #endif
 372 }
 373
 374 int rrd_close(
 375     rrd_file_t *rrd_file)
 376 {
 377     int       ret;
 378
 379 #ifdef HAVE_MMAP
 380     ret = msync(rrd_file->file_start, rrd_file->file_len, MS_ASYNC);
 381     if (ret != 0)
 382         rrd_set_error("msync rrd_file: %s", rrd_strerror(errno));
 383     ret = munmap(rrd_file->file_start, rrd_file->file_len);
 384     if (ret != 0)
 385         rrd_set_error("munmap rrd_file: %s", rrd_strerror(errno));
 386 #endif
 387     ret = close(rrd_file->fd);
 388     if (ret != 0)
 389         rrd_set_error("closing file: %s", rrd_strerror(errno));
 390     free(rrd_file);
 391     rrd_file = NULL;
 392     return ret;
 393 }
 394
 395
 396 /* Set position of rrd_file.  */
 397
 398 off_t rrd_seek(
 399     rrd_file_t *rrd_file,
 400     off_t off,
 401     int whence)
 402 {
 403     off_t     ret = 0;
 404
 405 #ifdef HAVE_MMAP
 406     if (whence == SEEK_SET)
 407         rrd_file->pos = off;
 408     else if (whence == SEEK_CUR)
 409         rrd_file->pos += off;
 410     else if (whence == SEEK_END)
 411         rrd_file->pos = rrd_file->file_len + off;
 412 #else
 413     ret = lseek(rrd_file->fd, off, whence);
 414     if (ret < 0)
 415         rrd_set_error("lseek: %s", rrd_strerror(errno));
 416     rrd_file->pos = ret;
 417 #endif
 418     /* mimic fseek, which returns 0 upon success */
 419     return ret < 0;     /*XXX: or just ret to mimic lseek */
 420 }
 421
 422
 423 /* Get current position in rrd_file.  */
 424
 425 inline off_t rrd_tell(
 426     rrd_file_t *rrd_file)
 427 {
 428     return rrd_file->pos;
 429 }
 430
 431
 432 /* Read count bytes into buffer buf, starting at rrd_file->pos.
 433  * Returns the number of bytes read or <0 on error.  */
 434
 435 inline ssize_t rrd_read(
 436     rrd_file_t *rrd_file,
 437     void *buf,
 438     size_t count)
 439 {
 440 #ifdef HAVE_MMAP
 441     size_t    _cnt = count;
 442     ssize_t   _surplus;
 443
 444     if (rrd_file->pos > rrd_file->file_len || _cnt == 0)    /* EOF */
 445         return 0;
 446     if (buf == NULL)
 447         return -1;      /* EINVAL */
 448     _surplus = rrd_file->pos + _cnt - rrd_file->file_len;
 449     if (_surplus > 0) { /* short read */
 450         _cnt -= _surplus;
 451     }
 452     if (_cnt == 0)
 453         return 0;       /* EOF */
 454     buf = memcpy(buf, rrd_file->file_start + rrd_file->pos, _cnt);
 455
 456     rrd_file->pos += _cnt;  /* mimmic read() semantics */
 457     return _cnt;
 458 #else
 459     ssize_t   ret;
 460
 461     ret = read(rrd_file->fd, buf, count);
 462     if (ret > 0)
 463         rrd_file->pos += ret;   /* mimmic read() semantics */
 464     return ret;
 465 #endif
 466 }
 467
 468
 469 /* Write count bytes from buffer buf to the current position
 470  * rrd_file->pos of rrd_file->fd.
 471  * Returns the number of bytes written or <0 on error.  */
 472
 473 inline ssize_t rrd_write(
 474     rrd_file_t *rrd_file,
 475     const void *buf,
 476     size_t count)
 477 {
 478 #ifdef HAVE_MMAP
 479     if (count == 0)
 480         return 0;
 481     if (buf == NULL)
 482         return -1;      /* EINVAL */
 483     memcpy(rrd_file->file_start + rrd_file->pos, buf, count);
 484     rrd_file->pos += count;
 485     return count;       /* mimmic write() semantics */
 486 #else
 487     ssize_t   _sz = write(rrd_file->fd, buf, count);
 488
 489     if (_sz > 0)
 490         rrd_file->pos += _sz;
 491     return _sz;
 492 #endif
 493 }
 494
 495
 496 /* flush all data pending to be written to FD.  */
 497
 498 inline void rrd_flush(
 499     rrd_file_t *rrd_file)
 500 {
 501     if (fdatasync(rrd_file->fd) != 0) {
 502         rrd_set_error("flushing fd %d: %s", rrd_file->fd,
 503                       rrd_strerror(errno));
 504     }
 505 }
 506
 507
 508 /* Initialize RRD header.  */
 509
 510 void rrd_init(
 511     rrd_t *rrd)
 512 {
 513     rrd->stat_head = NULL;
 514     rrd->ds_def = NULL;
 515     rrd->rra_def = NULL;
 516     rrd->live_head = NULL;
 517     rrd->legacy_last_up = NULL;
 518     rrd->rra_ptr = NULL;
 519     rrd->pdp_prep = NULL;
 520     rrd->cdp_prep = NULL;
 521     rrd->rrd_value = NULL;
 522 }
 523
 524
 525 /* free RRD header data.  */
 526
 527 #ifdef HAVE_MMAP
 528 void rrd_free(
 529     rrd_t *rrd)
 530 {
 531     if (rrd->legacy_last_up){ /* this gets set for version < 3 only */
 532         free(rrd->live_head);
 533     }
 534 }
 535 #else
 536 void rrd_free(
 537     rrd_t *rrd)
 538 {
 539     free(rrd->live_head);
 540     free(rrd->stat_head);
 541     free(rrd->ds_def);
 542     free(rrd->rra_def);
 543     free(rrd->rra_ptr);
 544     free(rrd->pdp_prep);
 545     free(rrd->cdp_prep);
 546     free(rrd->rrd_value);
 547 }
 548 #endif
 549
 550
 551 /* routine used by external libraries to free memory allocated by
 552  * rrd library */
 553
 554 void rrd_freemem(
 555     void *mem)
 556 {
 557     free(mem);
 558 }
 559
 560
 561 /* XXX: FIXME: missing documentation.  */
 562 /*XXX: FIXME should be renamed to rrd_readfile or _rrd_readfile */
 563
 564 int /*_rrd_*/ readfile(
 565     const char *file_name,
 566     char **buffer,
 567     int skipfirst)
 568 {
 569     long      writecnt = 0, totalcnt = MEMBLK;
 570     long      offset = 0;
 571     FILE     *input = NULL;
 572     char      c;
 573
 574     if ((strcmp("-", file_name) == 0)) {
 575         input = stdin;
 576     } else {
 577         if ((input = fopen(file_name, "rb")) == NULL) {
 578             rrd_set_error("opening '%s': %s", file_name, rrd_strerror(errno));
 579             return (-1);
 580         }
 581     }
 582     if (skipfirst) {
 583         do {
 584             c = getc(input);
 585             offset++;
 586         } while (c != '\n' && !feof(input));
 587     }
 588     if (strcmp("-", file_name)) {
 589         fseek(input, 0, SEEK_END);
 590         /* have extra space for detecting EOF without realloc */
 591         totalcnt = (ftell(input) + 1) / sizeof(char) - offset;
 592         if (totalcnt < MEMBLK)
 593             totalcnt = MEMBLK;  /* sanitize */
 594         fseek(input, offset * sizeof(char), SEEK_SET);
 595     }
 596     if (((*buffer) = (char *) malloc((totalcnt + 4) * sizeof(char))) == NULL) {
 597         perror("Allocate Buffer:");
 598         exit(1);
 599     };
 600     do {
 601         writecnt +=
 602             fread((*buffer) + writecnt, 1,
 603                   (totalcnt - writecnt) * sizeof(char), input);
 604         if (writecnt >= totalcnt) {
 605             totalcnt += MEMBLK;
 606             if (((*buffer) =
 607                  rrd_realloc((*buffer),
 608                              (totalcnt + 4) * sizeof(char))) == NULL) {
 609                 perror("Realloc Buffer:");
 610                 exit(1);
 611             };
 612         }
 613     } while (!feof(input));
 614     (*buffer)[writecnt] = '\0';
 615     if (strcmp("-", file_name) != 0) {
 616         fclose(input);
 617     };
 618     return writecnt;
 619 }