src/lib/ext.cc

   1 /*
   2     Copyright (C) 2019-2020 Carl Hetherington <cth@carlh.net>
   3
   4     This file is part of DCP-o-matic.
   5
   6     DCP-o-matic is free software; you can redistribute it and/or modify
   7     it under the terms of the GNU General Public License as published by
   8     the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
   9     (at your option) any later version.
  10
  11     DCP-o-matic is distributed in the hope that it will be useful,
  12     but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  13     MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  14     GNU General Public License for more details.
  15
  16     You should have received a copy of the GNU General Public License
  17     along with DCP-o-matic.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  18
  19 */
  20
  21
  22 #include "compose.hpp"
  23 #include "cross.h"
  24 #include "dcpomatic_log.h"
  25 #include "digester.h"
  26 #include "disk_writer_messages.h"
  27 #include "exceptions.h"
  28 #include "ext.h"
  29 #include "nanomsg.h"
  30 #include <dcp/file.h>
  31
  32 #ifdef DCPOMATIC_LINUX
  33 #include <linux/fs.h>
  34 #include <sys/ioctl.h>
  35 extern "C" {
  36 #include <lwext4/file_dev.h>
  37 }
  38 #endif
  39
  40 #ifdef DCPOMATIC_OSX
  41 extern "C" {
  42 #include <lwext4/file_dev.h>
  43 }
  44 #endif
  45
  46 #ifdef DCPOMATIC_WINDOWS
  47 extern "C" {
  48 #include <lwext4/file_windows.h>
  49 }
  50 #endif
  51
  52 extern "C" {
  53 #include <lwext4/ext4.h>
  54 #include <lwext4/ext4_debug.h>
  55 #include <lwext4/ext4_errno.h>
  56 #include <lwext4/ext4_fs.h>
  57 #include <lwext4/ext4_mbr.h>
  58 #include <lwext4/ext4_mkfs.h>
  59 }
  60 #include <boost/filesystem.hpp>
  61 #include <chrono>
  62 #include <string>
  63
  64
  65 using std::exception;
  66 using std::min;
  67 using std::string;
  68 using std::vector;
  69
  70
  71 #define SHORT_TIMEOUT 100
  72 #define LONG_TIMEOUT 2000
  73
  74
  75 /* Use quite a big block size here, as ext4's fwrite() has quite a bit of overhead */
  76 uint64_t constexpr block_size = 4096 * 4096;
  77
  78
  79 static
  80 void
  81 count (boost::filesystem::path dir, uint64_t& total_bytes)
  82 {
  83         dir = dcp::fix_long_path (dir);
  84
  85         using namespace boost::filesystem;
  86         for (auto i: directory_iterator(dir)) {
  87                 if (is_directory(i)) {
  88                         count (i, total_bytes);
  89                 } else {
  90                         total_bytes += file_size (i);
  91                 }
  92         }
  93 }
  94
  95
  96 static
  97 void
  98 set_timestamps_to_now (boost::filesystem::path path)
  99 {
 100         auto const now = std::chrono::duration_cast<std::chrono::seconds>(std::chrono::system_clock::now().time_since_epoch()).count();
 101         ext4_mtime_set (path.generic_string().c_str(), now);
 102         ext4_ctime_set (path.generic_string().c_str(), now);
 103         ext4_atime_set (path.generic_string().c_str(), now);
 104 }
 105
 106
 107 static
 108 string
 109 write (boost::filesystem::path from, boost::filesystem::path to, uint64_t& total_remaining, uint64_t total, Nanomsg* nanomsg)
 110 {
 111         ext4_file out;
 112         int r = ext4_fopen(&out, to.generic_string().c_str(), "wb");
 113         if (r != EOK) {
 114                 throw CopyError (String::compose("Failed to open file %1", to.generic_string()), r);
 115         }
 116
 117         dcp::File in(from, "rb");
 118         if (!in) {
 119                 ext4_fclose (&out);
 120                 throw CopyError (String::compose("Failed to open file %1", from.string()), 0);
 121         }
 122
 123         std::vector<uint8_t> buffer(block_size);
 124         Digester digester;
 125
 126         int progress_frequency = 1;
 127         int progress_count = 0;
 128         uint64_t remaining = file_size (from);
 129         while (remaining > 0) {
 130                 uint64_t const this_time = min(remaining, block_size);
 131                 size_t read = in.read(buffer.data(), 1, this_time);
 132                 if (read != this_time) {
 133                         ext4_fclose (&out);
 134                         throw CopyError (String::compose("Short read; expected %1 but read %2", this_time, read), 0);
 135                 }
 136
 137                 digester.add (buffer.data(), this_time);
 138
 139                 size_t written;
 140                 r = ext4_fwrite (&out, buffer.data(), this_time, &written);
 141                 if (r != EOK) {
 142                         ext4_fclose (&out);
 143                         throw CopyError ("Write failed", r);
 144                 }
 145                 if (written != this_time) {
 146                         ext4_fclose (&out);
 147                         throw CopyError (String::compose("Short write; expected %1 but wrote %2", this_time, written), 0);
 148                 }
 149                 remaining -= this_time;
 150                 total_remaining -= this_time;
 151
 152                 ++progress_count;
 153                 if ((progress_count % progress_frequency) == 0 && nanomsg) {
 154                         nanomsg->send(String::compose(DISK_WRITER_COPY_PROGRESS "\n%1\n", (1 - float(total_remaining) / total)), SHORT_TIMEOUT);
 155                 }
 156         }
 157
 158         ext4_fclose (&out);
 159
 160         set_timestamps_to_now (to);
 161
 162         return digester.get ();
 163 }
 164
 165
 166 static
 167 string
 168 read (boost::filesystem::path from, boost::filesystem::path to, uint64_t& total_remaining, uint64_t total, Nanomsg* nanomsg)
 169 {
 170         ext4_file in;
 171         LOG_DISK("Opening %1 for read", to.generic_string());
 172         int r = ext4_fopen(&in, to.generic_string().c_str(), "rb");
 173         if (r != EOK) {
 174                 throw VerifyError (String::compose("Failed to open file %1", to.generic_string()), r);
 175         }
 176         LOG_DISK("Opened %1 for read", to.generic_string());
 177
 178         std::vector<uint8_t> buffer(block_size);
 179         Digester digester;
 180
 181         uint64_t remaining = file_size (from);
 182         while (remaining > 0) {
 183                 uint64_t const this_time = min(remaining, block_size);
 184                 size_t read;
 185                 r = ext4_fread (&in, buffer.data(), this_time, &read);
 186                 if (read != this_time) {
 187                         ext4_fclose (&in);
 188                         throw VerifyError (String::compose("Short read; expected %1 but read %2", this_time, read), 0);
 189                 }
 190
 191                 digester.add (buffer.data(), this_time);
 192                 remaining -= this_time;
 193                 total_remaining -= this_time;
 194                 if (nanomsg) {
 195                         nanomsg->send(String::compose(DISK_WRITER_VERIFY_PROGRESS "\n%1\n", (1 - float(total_remaining) / total)), SHORT_TIMEOUT);
 196                 }
 197         }
 198
 199         ext4_fclose (&in);
 200
 201         return digester.get ();
 202 }
 203
 204
 205 class CopiedFile
 206 {
 207 public:
 208         CopiedFile (boost::filesystem::path from_, boost::filesystem::path to_, string write_digest_)
 209                 : from (from_)
 210                 , to (to_)
 211                 , write_digest (write_digest_)
 212         {}
 213
 214         boost::filesystem::path from;
 215         boost::filesystem::path to;
 216         /** digest calculated from data as it was read from the source during write */
 217         string write_digest;
 218 };
 219
 220
 221 /** @param from File to copy from.
 222  *  @param to Directory to copy to.
 223  */
 224 static
 225 void
 226 copy (boost::filesystem::path from, boost::filesystem::path to, uint64_t& total_remaining, uint64_t total, vector<CopiedFile>& copied_files, Nanomsg* nanomsg)
 227 {
 228         LOG_DISK ("Copy %1 -> %2", from.string(), to.generic_string());
 229         from = dcp::fix_long_path (from);
 230
 231         using namespace boost::filesystem;
 232
 233         path const cr = to / from.filename();
 234
 235         if (is_directory(from)) {
 236                 int r = ext4_dir_mk (cr.generic_string().c_str());
 237                 if (r != EOK) {
 238                         throw CopyError (String::compose("Failed to create directory %1", cr.generic_string()), r);
 239                 }
 240                 set_timestamps_to_now (cr);
 241
 242                 for (auto i: directory_iterator(from)) {
 243                         copy (i.path(), cr, total_remaining, total, copied_files, nanomsg);
 244                 }
 245         } else {
 246                 string const write_digest = write (from, cr, total_remaining, total, nanomsg);
 247                 LOG_DISK ("Wrote %1 %2 with %3", from.string(), cr.generic_string(), write_digest);
 248                 copied_files.push_back (CopiedFile(from, cr, write_digest));
 249         }
 250 }
 251
 252
 253 static
 254 void
 255 verify (vector<CopiedFile> const& copied_files, uint64_t total, Nanomsg* nanomsg)
 256 {
 257         uint64_t total_remaining = total;
 258         for (auto const& i: copied_files) {
 259                 string const read_digest = read (i.from, i.to, total_remaining, total, nanomsg);
 260                 LOG_DISK ("Read %1 %2 was %3 on write, now %4", i.from.string(), i.to.generic_string(), i.write_digest, read_digest);
 261                 if (read_digest != i.write_digest) {
 262                         throw VerifyError ("Hash of written data is incorrect", 0);
 263                 }
 264         }
 265 }
 266
 267
 268 static
 269 void
 270 format_progress (void* context, float progress)
 271 {
 272         if (context) {
 273                 reinterpret_cast<Nanomsg*>(context)->send(String::compose(DISK_WRITER_FORMAT_PROGRESS "\n%1\n", progress), SHORT_TIMEOUT);
 274         }
 275 }
 276
 277
 278 void
 279 #ifdef DCPOMATIC_WINDOWS
 280 dcpomatic::write (boost::filesystem::path dcp_path, string device, string, Nanomsg* nanomsg)
 281 #else
 282 dcpomatic::write (boost::filesystem::path dcp_path, string device, string posix_partition, Nanomsg* nanomsg)
 283 #endif
 284 try
 285 {
 286         ext4_dmask_set (DEBUG_ALL);
 287
 288         struct ext4_fs fs;
 289         fs.read_only = false;
 290         fs.bdev = nullptr;
 291         fs.last_inode_bg_id = 0;
 292         fs.jbd_fs = nullptr;
 293         fs.jbd_journal = nullptr;
 294         fs.curr_trans = nullptr;
 295         struct ext4_mkfs_info info;
 296         info.len = 0;
 297         info.block_size = 4096;
 298         info.blocks_per_group = 0;
 299         info.inode_size = 128;
 300         info.inodes = 0;
 301         info.journal_blocks = 0;
 302         info.dsc_size = 0;
 303         for (int i = 0; i < UUID_SIZE; ++i) {
 304                 info.uuid[i] = rand() & 0xff;
 305         }
 306         info.journal = false;
 307         info.label = nullptr;
 308
 309 #ifdef WIN32
 310         file_windows_name_set(device.c_str());
 311         struct ext4_blockdev* bd = file_windows_dev_get();
 312 #else
 313         file_dev_name_set (device.c_str());
 314         struct ext4_blockdev* bd = file_dev_get ();
 315 #endif
 316
 317         if (!bd) {
 318                 throw CopyError ("Failed to open drive", 0);
 319         }
 320         LOG_DISK_NC ("Opened drive");
 321
 322         struct ext4_mbr_parts parts;
 323         parts.division[0] = 100;
 324         parts.division[1] = 0;
 325         parts.division[2] = 0;
 326         parts.division[3] = 0;
 327
 328         /* XXX: not sure if disk_id matters */
 329         int r = ext4_mbr_write (bd, &parts, 0);
 330         if (r) {
 331                 throw CopyError ("Failed to write MBR", r);
 332         }
 333         LOG_DISK_NC ("Wrote MBR");
 334
 335         struct ext4_mbr_bdevs bdevs;
 336         r = ext4_mbr_scan (bd, &bdevs);
 337         if (r != EOK) {
 338                 throw CopyError ("Failed to read MBR", r);
 339         }
 340
 341 #ifdef DCPOMATIC_LINUX
 342         /* Re-read the partition table */
 343         int fd = open(device.c_str(), O_RDONLY);
 344         ioctl(fd, BLKRRPART, NULL);
 345         close(fd);
 346 #endif
 347
 348         LOG_DISK ("Writing to partition at %1 size %2; bd part size is %3", bdevs.partitions[0].part_offset, bdevs.partitions[0].part_size, bd->part_size);
 349
 350 #ifdef DCPOMATIC_WINDOWS
 351         file_windows_partition_set (bdevs.partitions[0].part_offset, bdevs.partitions[0].part_size);
 352 #else
 353         file_dev_name_set (posix_partition.c_str());
 354
 355         /* On macOS (at least) if you try to write to a drive that is sleeping the ext4_mkfs call
 356          * below is liable to return EIO because it can't open the device.  Try to work around that
 357          * here by opening and closing the device, waiting 5 seconds if it fails.
 358          */
 359         int wake = open(posix_partition.c_str(), O_RDWR);
 360         if (wake == -1) {
 361                 dcpomatic_sleep_seconds (5);
 362         } else {
 363                 close(wake);
 364         }
 365
 366         bd = file_dev_get ();
 367 #endif
 368
 369         if (!bd) {
 370                 throw CopyError ("Failed to open partition", 0);
 371         }
 372         LOG_DISK_NC ("Opened partition");
 373
 374         r = ext4_mkfs(&fs, bd, &info, F_SET_EXT2, format_progress, nanomsg);
 375         if (r != EOK) {
 376                 throw CopyError ("Failed to make filesystem", r);
 377         }
 378         LOG_DISK_NC ("Made filesystem");
 379
 380         r = ext4_device_register(bd, "ext4_fs");
 381         if (r != EOK) {
 382                 throw CopyError ("Failed to register device", r);
 383         }
 384         LOG_DISK_NC ("Registered device");
 385
 386         r = ext4_mount("ext4_fs", "/mp/", false);
 387         if (r != EOK) {
 388                 throw CopyError ("Failed to mount device", r);
 389         }
 390         LOG_DISK_NC ("Mounted device");
 391
 392         uint64_t total_bytes = 0;
 393         count (dcp_path, total_bytes);
 394
 395         uint64_t total_remaining = total_bytes;
 396         vector<CopiedFile> copied_files;
 397         copy (dcp_path, "/mp", total_remaining, total_bytes, copied_files, nanomsg);
 398
 399         /* Unmount and re-mount to make sure the write has finished */
 400         r = ext4_umount("/mp/");
 401         if (r != EOK) {
 402                 throw CopyError ("Failed to unmount device", r);
 403         }
 404         r = ext4_mount("ext4_fs", "/mp/", false);
 405         if (r != EOK) {
 406                 throw CopyError ("Failed to mount device", r);
 407         }
 408         LOG_DISK_NC ("Re-mounted device");
 409
 410         verify (copied_files, total_bytes, nanomsg);
 411
 412         r = ext4_umount("/mp/");
 413         if (r != EOK) {
 414                 throw CopyError ("Failed to unmount device", r);
 415         }
 416
 417         ext4_device_unregister("ext4_fs");
 418         if (nanomsg && !nanomsg->send(DISK_WRITER_OK "\n", LONG_TIMEOUT)) {
 419                 throw CommunicationFailedError ();
 420         }
 421
 422         disk_write_finished ();
 423 } catch (CopyError& e) {
 424         LOG_DISK("CopyError (from write): %1 %2", e.message(), e.number().get_value_or(0));
 425         if (nanomsg) {
 426                 nanomsg->send(String::compose(DISK_WRITER_ERROR "\n%1\n%2\n", e.message(), e.number().get_value_or(0)), LONG_TIMEOUT);
 427         }
 428 } catch (VerifyError& e) {
 429         LOG_DISK("VerifyError (from write): %1 %2", e.message(), e.number());
 430         if (nanomsg) {
 431                 nanomsg->send(String::compose(DISK_WRITER_ERROR "\n%1\n%2\n", e.message(), e.number()), LONG_TIMEOUT);
 432         }
 433 } catch (exception& e) {
 434         LOG_DISK("Exception (from write): %1", e.what());
 435         if (nanomsg) {
 436                 nanomsg->send(String::compose(DISK_WRITER_ERROR "\n%1\n0\n", e.what()), LONG_TIMEOUT);
 437         }
 438 }
 439
 440