src/rrd_open.c

   1 /*****************************************************************************
   2  * RRDtool 1.3rc4  Copyright by Tobi Oetiker, 1997-2008
   3  *****************************************************************************
   4  * rrd_open.c  Open an RRD File
   5  *****************************************************************************
   6  * $Id: rrd_open.c 1366 2008-05-18 13:06:44Z oetiker $
   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 #ifdef HAVE_MMAP
 230         memmove(&rrd->live_head->last_up, data + offset, sizeof(long));
 231         offset += sizeof(long);
 232 #else
 233         offset += read(rrd_file->fd, &rrd->live_head->last_up, sizeof(long));
 234 #endif
 235         rrd->live_head->last_up_usec = 0;
 236     } else {
 237 #if defined USE_MADVISE
 238         /* the live_head will be needed soonish, so hint accordingly */
 239         madvise(data + PAGE_START(offset),
 240                 sizeof(live_head_t), MADV_WILLNEED);
 241 #endif
 242         __rrd_read(rrd->live_head, live_head_t,
 243                    1);
 244     }
 245     __rrd_read(rrd->pdp_prep, pdp_prep_t,
 246                rrd->stat_head->ds_cnt);
 247     __rrd_read(rrd->cdp_prep, cdp_prep_t,
 248                rrd->stat_head->rra_cnt * rrd->stat_head->ds_cnt);
 249     __rrd_read(rrd->rra_ptr, rra_ptr_t,
 250                rrd->stat_head->rra_cnt);
 251
 252     rrd_file->header_len = offset;
 253     rrd_file->pos = offset;
 254   out_done:
 255     return (rrd_file);
 256   out_nullify_head:
 257     rrd->stat_head = NULL;
 258   out_close:
 259     close(rrd_file->fd);
 260   out_free:
 261     free(rrd_file);
 262     return NULL;
 263 }
 264
 265
 266 #if defined DEBUG && DEBUG > 1
 267 /* Print list of in-core pages of a the current rrd_file.  */
 268 static
 269 void mincore_print(
 270     rrd_file_t *rrd_file,
 271     char *mark)
 272 {
 273 #ifdef HAVE_MMAP
 274     /* pretty print blocks in core */
 275     off_t     off;
 276     unsigned char *vec;
 277     ssize_t   _page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 278
 279     off = rrd_file->file_len +
 280         ((rrd_file->file_len + _page_size - 1) / _page_size);
 281     vec = malloc(off);
 282     if (vec != NULL) {
 283         memset(vec, 0, off);
 284         if (mincore(rrd_file->file_start, rrd_file->file_len, vec) == 0) {
 285             int       prev;
 286             unsigned  is_in = 0, was_in = 0;
 287
 288             for (off = 0, prev = 0; off < rrd_file->file_len; ++off) {
 289                 is_in = vec[off] & 1;   /* if lsb set then is core resident */
 290                 if (off == 0)
 291                     was_in = is_in;
 292                 if (was_in != is_in) {
 293                     fprintf(stderr, "%s: %sin core: %p len %ld\n", mark,
 294                             was_in ? "" : "not ", vec + prev, off - prev);
 295                     was_in = is_in;
 296                     prev = off;
 297                 }
 298             }
 299             fprintf(stderr,
 300                     "%s: %sin core: %p len %ld\n", mark,
 301                     was_in ? "" : "not ", vec + prev, off - prev);
 302         } else
 303             fprintf(stderr, "mincore: %s", rrd_strerror(errno));
 304     }
 305 #else
 306     fprintf(stderr, "sorry mincore only works with mmap");
 307 #endif
 308 }
 309 #endif                          /* defined DEBUG && DEBUG > 1 */
 310
 311
 312 /* drop cache except for the header and the active pages */
 313 void rrd_dontneed(
 314     rrd_file_t *rrd_file,
 315     rrd_t *rrd)
 316 {
 317     unsigned long dontneed_start;
 318     unsigned long rra_start;
 319     unsigned long active_block;
 320     unsigned long i;
 321     ssize_t   _page_size = sysconf(_SC_PAGESIZE);
 322
 323 #if defined DEBUG && DEBUG > 1
 324     mincore_print(rrd_file, "before");
 325 #endif
 326
 327     /* ignoring errors from RRDs that are smaller then the file_len+rounding */
 328     rra_start = rrd_file->header_len;
 329     dontneed_start = PAGE_START(rra_start) + _page_size;
 330     for (i = 0; i < rrd->stat_head->rra_cnt; ++i) {
 331         active_block =
 332             PAGE_START(rra_start
 333                        + rrd->rra_ptr[i].cur_row
 334                        * rrd->stat_head->ds_cnt * sizeof(rrd_value_t));
 335         if (active_block > dontneed_start) {
 336 #ifdef USE_MADVISE
 337             madvise(rrd_file->file_start + dontneed_start,
 338                     active_block - dontneed_start - 1, MADV_DONTNEED);
 339 #endif
 340 /* in linux at least only fadvise DONTNEED seems to purge pages from cache */
 341 #ifdef HAVE_POSIX_FADVISE
 342             posix_fadvise(rrd_file->fd, dontneed_start,
 343                           active_block - dontneed_start - 1,
 344                           POSIX_FADV_DONTNEED);
 345 #endif
 346         }
 347         dontneed_start = active_block;
 348         /* do not release 'hot' block if update for this RAA will occur
 349          * within 10 minutes */
 350         if (rrd->stat_head->pdp_step * rrd->rra_def[i].pdp_cnt -
 351             rrd->live_head->last_up % (rrd->stat_head->pdp_step *
 352                                        rrd->rra_def[i].pdp_cnt) < 10 * 60) {
 353             dontneed_start += _page_size;
 354         }
 355         rra_start +=
 356             rrd->rra_def[i].row_cnt * rrd->stat_head->ds_cnt *
 357             sizeof(rrd_value_t);
 358     }
 359 #ifdef USE_MADVISE
 360     madvise(rrd_file->file_start + dontneed_start,
 361             rrd_file->file_len - dontneed_start, MADV_DONTNEED);
 362 #endif
 363 #ifdef HAVE_POSIX_FADVISE
 364     posix_fadvise(rrd_file->fd, dontneed_start,
 365                   rrd_file->file_len - dontneed_start, POSIX_FADV_DONTNEED);
 366 #endif
 367 #if defined DEBUG && DEBUG > 1
 368     mincore_print(rrd_file, "after");
 369 #endif
 370 }
 371
 372 int rrd_close(
 373     rrd_file_t *rrd_file)
 374 {
 375     int       ret;
 376
 377 #ifdef HAVE_MMAP
 378     ret = msync(rrd_file->file_start, rrd_file->file_len, MS_ASYNC);
 379     if (ret != 0)
 380         rrd_set_error("msync rrd_file: %s", rrd_strerror(errno));
 381     ret = munmap(rrd_file->file_start, rrd_file->file_len);
 382     if (ret != 0)
 383         rrd_set_error("munmap rrd_file: %s", rrd_strerror(errno));
 384 #endif
 385     ret = close(rrd_file->fd);
 386     if (ret != 0)
 387         rrd_set_error("closing file: %s", rrd_strerror(errno));
 388     free(rrd_file);
 389     rrd_file = NULL;
 390     return ret;
 391 }
 392
 393
 394 /* Set position of rrd_file.  */
 395
 396 off_t rrd_seek(
 397     rrd_file_t *rrd_file,
 398     off_t off,
 399     int whence)
 400 {
 401     off_t     ret = 0;
 402
 403 #ifdef HAVE_MMAP
 404     if (whence == SEEK_SET)
 405         rrd_file->pos = off;
 406     else if (whence == SEEK_CUR)
 407         rrd_file->pos += off;
 408     else if (whence == SEEK_END)
 409         rrd_file->pos = rrd_file->file_len + off;
 410 #else
 411     ret = lseek(rrd_file->fd, off, whence);
 412     if (ret < 0)
 413         rrd_set_error("lseek: %s", rrd_strerror(errno));
 414     rrd_file->pos = ret;
 415 #endif
 416     /* mimic fseek, which returns 0 upon success */
 417     return ret < 0;     /*XXX: or just ret to mimic lseek */
 418 }
 419
 420
 421 /* Get current position in rrd_file.  */
 422
 423 inline off_t rrd_tell(
 424     rrd_file_t *rrd_file)
 425 {
 426     return rrd_file->pos;
 427 }
 428
 429
 430 /* Read count bytes into buffer buf, starting at rrd_file->pos.
 431  * Returns the number of bytes read or <0 on error.  */
 432
 433 inline ssize_t rrd_read(
 434     rrd_file_t *rrd_file,
 435     void *buf,
 436     size_t count)
 437 {
 438 #ifdef HAVE_MMAP
 439     size_t    _cnt = count;
 440     ssize_t   _surplus;
 441
 442     if (rrd_file->pos > rrd_file->file_len || _cnt == 0)    /* EOF */
 443         return 0;
 444     if (buf == NULL)
 445         return -1;      /* EINVAL */
 446     _surplus = rrd_file->pos + _cnt - rrd_file->file_len;
 447     if (_surplus > 0) { /* short read */
 448         _cnt -= _surplus;
 449     }
 450     if (_cnt == 0)
 451         return 0;       /* EOF */
 452     buf = memcpy(buf, rrd_file->file_start + rrd_file->pos, _cnt);
 453
 454     rrd_file->pos += _cnt;  /* mimmic read() semantics */
 455     return _cnt;
 456 #else
 457     ssize_t   ret;
 458
 459     ret = read(rrd_file->fd, buf, count);
 460     if (ret > 0)
 461         rrd_file->pos += ret;   /* mimmic read() semantics */
 462     return ret;
 463 #endif
 464 }
 465
 466
 467 /* Write count bytes from buffer buf to the current position
 468  * rrd_file->pos of rrd_file->fd.
 469  * Returns the number of bytes written or <0 on error.  */
 470
 471 inline ssize_t rrd_write(
 472     rrd_file_t *rrd_file,
 473     const void *buf,
 474     size_t count)
 475 {
 476 #ifdef HAVE_MMAP
 477     if (count == 0)
 478         return 0;
 479     if (buf == NULL)
 480         return -1;      /* EINVAL */
 481     memcpy(rrd_file->file_start + rrd_file->pos, buf, count);
 482     rrd_file->pos += count;
 483     return count;       /* mimmic write() semantics */
 484 #else
 485     ssize_t   _sz = write(rrd_file->fd, buf, count);
 486
 487     if (_sz > 0)
 488         rrd_file->pos += _sz;
 489     return _sz;
 490 #endif
 491 }
 492
 493
 494 /* flush all data pending to be written to FD.  */
 495
 496 inline void rrd_flush(
 497     rrd_file_t *rrd_file)
 498 {
 499     if (fdatasync(rrd_file->fd) != 0) {
 500         rrd_set_error("flushing fd %d: %s", rrd_file->fd,
 501                       rrd_strerror(errno));
 502     }
 503 }
 504
 505
 506 /* Initialize RRD header.  */
 507
 508 void rrd_init(
 509     rrd_t *rrd)
 510 {
 511     rrd->stat_head = NULL;
 512     rrd->ds_def = NULL;
 513     rrd->rra_def = NULL;
 514     rrd->live_head = NULL;
 515     rrd->rra_ptr = NULL;
 516     rrd->pdp_prep = NULL;
 517     rrd->cdp_prep = NULL;
 518     rrd->rrd_value = NULL;
 519 }
 520
 521
 522 /* free RRD header data.  */
 523
 524 #ifdef HAVE_MMAP
 525 inline void rrd_free(
 526     rrd_t UNUSED(*rrd))
 527 {
 528 }
 529 #else
 530 void rrd_free(
 531     rrd_t *rrd)
 532 {
 533     free(rrd->live_head);
 534     free(rrd->stat_head);
 535     free(rrd->ds_def);
 536     free(rrd->rra_def);
 537     free(rrd->rra_ptr);
 538     free(rrd->pdp_prep);
 539     free(rrd->cdp_prep);
 540     free(rrd->rrd_value);
 541 }
 542 #endif
 543
 544
 545 /* routine used by external libraries to free memory allocated by
 546  * rrd library */
 547
 548 void rrd_freemem(
 549     void *mem)
 550 {
 551     free(mem);
 552 }
 553
 554
 555 /* XXX: FIXME: missing documentation.  */
 556 /*XXX: FIXME should be renamed to rrd_readfile or _rrd_readfile */
 557
 558 int /*_rrd_*/ readfile(
 559     const char *file_name,
 560     char **buffer,
 561     int skipfirst)
 562 {
 563     long      writecnt = 0, totalcnt = MEMBLK;
 564     long      offset = 0;
 565     FILE     *input = NULL;
 566     char      c;
 567
 568     if ((strcmp("-", file_name) == 0)) {
 569         input = stdin;
 570     } else {
 571         if ((input = fopen(file_name, "rb")) == NULL) {
 572             rrd_set_error("opening '%s': %s", file_name, rrd_strerror(errno));
 573             return (-1);
 574         }
 575     }
 576     if (skipfirst) {
 577         do {
 578             c = getc(input);
 579             offset++;
 580         } while (c != '\n' && !feof(input));
 581     }
 582     if (strcmp("-", file_name)) {
 583         fseek(input, 0, SEEK_END);
 584         /* have extra space for detecting EOF without realloc */
 585         totalcnt = (ftell(input) + 1) / sizeof(char) - offset;
 586         if (totalcnt < MEMBLK)
 587             totalcnt = MEMBLK;  /* sanitize */
 588         fseek(input, offset * sizeof(char), SEEK_SET);
 589     }
 590     if (((*buffer) = (char *) malloc((totalcnt + 4) * sizeof(char))) == NULL) {
 591         perror("Allocate Buffer:");
 592         exit(1);
 593     };
 594     do {
 595         writecnt +=
 596             fread((*buffer) + writecnt, 1,
 597                   (totalcnt - writecnt) * sizeof(char), input);
 598         if (writecnt >= totalcnt) {
 599             totalcnt += MEMBLK;
 600             if (((*buffer) =
 601                  rrd_realloc((*buffer),
 602                              (totalcnt + 4) * sizeof(char))) == NULL) {
 603                 perror("Realloc Buffer:");
 604                 exit(1);
 605             };
 606         }
 607     } while (!feof(input));
 608     (*buffer)[writecnt] = '\0';
 609     if (strcmp("-", file_name) != 0) {
 610         fclose(input);
 611     };
 612     return writecnt;
 613 }