src/plugins/file_system/s4u_FileSystem.cpp

   1 /* Copyright (c) 2015-2018. The SimGrid Team. All rights reserved.          */
   2
   3 /* This program is free software; you can redistribute it and/or modify it
   4  * under the terms of the license (GNU LGPL) which comes with this package. */
   5
   6 #include "simgrid/plugins/file_system.h"
   7 #include "simgrid/s4u/Actor.hpp"
   8 #include "src/surf/HostImpl.hpp"
   9 #include "xbt/config.hpp"
  10
  11 #include <algorithm>
  12 #include <boost/algorithm/string.hpp>
  13 #include <boost/algorithm/string/join.hpp>
  14 #include <boost/algorithm/string/split.hpp>
  15 #include <fstream>
  16 #include <numeric>
  17
  18 XBT_LOG_NEW_DEFAULT_CATEGORY(s4u_file, "S4U files");
  19 int sg_storage_max_file_descriptors = 1024;
  20
  21 namespace simgrid {
  22 namespace s4u {
  23 simgrid::xbt::Extension<Storage, FileSystemStorageExt> FileSystemStorageExt::EXTENSION_ID;
  24 simgrid::xbt::Extension<Host, FileDescriptorHostExt> FileDescriptorHostExt::EXTENSION_ID;
  25
  26 File::File(std::string fullpath, void* userdata) : File(fullpath, Host::current(), userdata){};
  27
  28 File::File(std::string fullpath, sg_host_t host, void* userdata) : fullpath_(fullpath), userdata_(userdata)
  29 {
  30   // this cannot fail because we get a xbt_die if the mountpoint does not exist
  31   Storage* st                  = nullptr;
  32   size_t longest_prefix_length = 0;
  33   XBT_DEBUG("Search for storage name for '%s' on '%s'", fullpath.c_str(), host->get_cname());
  34
  35   for (auto const& mnt : host->getMountedStorages()) {
  36     XBT_DEBUG("See '%s'", mnt.first.c_str());
  37     mount_point_ = fullpath.substr(0, mnt.first.length());
  38
  39     if (mount_point_ == mnt.first && mnt.first.length() > longest_prefix_length) {
  40       /* The current mount name is found in the full path and is bigger than the previous*/
  41       longest_prefix_length = mnt.first.length();
  42       st                    = mnt.second;
  43     }
  44   }
  45   if (longest_prefix_length > 0) { /* Mount point found, split fullpath into mount_name and path+filename*/
  46     mount_point_ = fullpath.substr(0, longest_prefix_length);
  47     path_        = fullpath.substr(longest_prefix_length, fullpath.length());
  48   } else
  49     xbt_die("Can't find mount point for '%s' on '%s'", fullpath.c_str(), host->get_cname());
  50
  51   local_storage_ = st;
  52
  53   // assign a file descriptor id to the newly opened File
  54   FileDescriptorHostExt* ext = host->extension<simgrid::s4u::FileDescriptorHostExt>();
  55   if (ext->file_descriptor_table == nullptr) {
  56     ext->file_descriptor_table = new std::vector<int>(sg_storage_max_file_descriptors);
  57     std::iota(ext->file_descriptor_table->rbegin(), ext->file_descriptor_table->rend(), 0); // Fill with ..., 1, 0.
  58   }
  59   xbt_assert(not ext->file_descriptor_table->empty(), "Too much files are opened! Some have to be closed.");
  60   desc_id = ext->file_descriptor_table->back();
  61   ext->file_descriptor_table->pop_back();
  62
  63   XBT_DEBUG("\tOpen file '%s'", path_.c_str());
  64   std::map<std::string, sg_size_t>* content = local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->get_content();
  65   // if file does not exist create an empty file
  66   auto sz = content->find(path_);
  67   if (sz != content->end()) {
  68     size_ = sz->second;
  69   } else {
  70     size_ = 0;
  71     content->insert({path_, size_});
  72     XBT_DEBUG("File '%s' was not found, file created.", path_.c_str());
  73   }
  74 }
  75
  76 File::~File()
  77 {
  78   Host::current()->extension<simgrid::s4u::FileDescriptorHostExt>()->file_descriptor_table->push_back(desc_id);
  79 }
  80
  81 void File::dump()
  82 {
  83   XBT_INFO("File Descriptor information:\n"
  84            "\t\tFull path: '%s'\n"
  85            "\t\tSize: %llu\n"
  86            "\t\tMount point: '%s'\n"
  87            "\t\tStorage Id: '%s'\n"
  88            "\t\tStorage Type: '%s'\n"
  89            "\t\tFile Descriptor Id: %d",
  90            get_path(), size_, mount_point_.c_str(), local_storage_->get_cname(), local_storage_->get_type(), desc_id);
  91 }
  92
  93 sg_size_t File::read(sg_size_t size)
  94 {
  95   if (size_ == 0) /* Nothing to read, return */
  96     return 0;
  97
  98   /* Find the host where the file is physically located and read it */
  99   Host* host = local_storage_->get_host();
 100   XBT_DEBUG("READ %s on disk '%s'", get_path(), local_storage_->get_cname());
 101   // if the current position is close to the end of the file, we may not be able to read the requested size
 102   sg_size_t read_size = local_storage_->read(std::min(size, size_ - current_position_));
 103   current_position_ += read_size;
 104
 105   if (strcmp(host->get_cname(), Host::current()->get_cname())) {
 106     /* the file is hosted on a remote host, initiate a communication between src and dest hosts for data transfer */
 107     XBT_DEBUG("File is on %s remote host, initiate data transfer of %llu bytes.", host->get_cname(), read_size);
 108     Host* m_host_list[]  = {Host::current(), host};
 109     double* flops_amount = new double[2]{0, 0};
 110     double* bytes_amount = new double[4]{0, 0, static_cast<double>(read_size), 0};
 111
 112     this_actor::parallel_execute(2, m_host_list, flops_amount, bytes_amount);
 113   }
 114
 115   return read_size;
 116 }
 117
 118 /** \brief Write into a file (local or remote)
 119  *
 120  * \param size of the file to write
 121  * \param fd is a the file descriptor
 122  * \return the number of bytes successfully write or -1 if an error occurred
 123  */
 124 sg_size_t File::write(sg_size_t size)
 125 {
 126   if (size == 0) /* Nothing to write, return */
 127     return 0;
 128
 129   /* Find the host where the file is physically located (remote or local)*/
 130   Host* host = local_storage_->get_host();
 131
 132   if (strcmp(host->get_cname(), Host::current()->get_cname())) {
 133     /* the file is hosted on a remote host, initiate a communication between src and dest hosts for data transfer */
 134     XBT_DEBUG("File is on %s remote host, initiate data transfer of %llu bytes.", host->get_cname(), size);
 135     Host* m_host_list[]  = {Host::current(), host};
 136     double* flops_amount = new double[2]{0, 0};
 137     double* bytes_amount = new double[4]{0, static_cast<double>(size), 0, 0};
 138
 139     this_actor::parallel_execute(2, m_host_list, flops_amount, bytes_amount);
 140   }
 141
 142   XBT_DEBUG("WRITE %s on disk '%s'. size '%llu/%llu'", get_path(), local_storage_->get_cname(), size, size_);
 143   // If the storage is full before even starting to write
 144   if (sg_storage_get_size_used(local_storage_) >= sg_storage_get_size(local_storage_))
 145     return 0;
 146   /* Substract the part of the file that might disappear from the used sized on the storage element */
 147   local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->decr_used_size(size_ - current_position_);
 148
 149   sg_size_t write_size = local_storage_->write(size);
 150   local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->incr_used_size(write_size);
 151
 152   current_position_ += write_size;
 153   size_ = current_position_;
 154   std::map<std::string, sg_size_t>* content = local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->get_content();
 155
 156   content->erase(path_);
 157   content->insert({path_, size_});
 158
 159   return write_size;
 160 }
 161
 162 sg_size_t File::size()
 163 {
 164   return size_;
 165 }
 166
 167 void File::seek(sg_offset_t offset)
 168 {
 169   current_position_ = offset;
 170 }
 171
 172 void File::seek(sg_offset_t offset, int origin)
 173 {
 174   switch (origin) {
 175     case SEEK_SET:
 176       current_position_ = offset;
 177       break;
 178     case SEEK_CUR:
 179       current_position_ += offset;
 180       break;
 181     case SEEK_END:
 182       current_position_ = size_ + offset;
 183       break;
 184     default:
 185       break;
 186   }
 187 }
 188
 189 sg_size_t File::tell()
 190 {
 191   return current_position_;
 192 }
 193
 194 void File::move(std::string fullpath)
 195 {
 196   /* Check if the new full path is on the same mount point */
 197   if (not strncmp(mount_point_.c_str(), fullpath.c_str(), mount_point_.length())) {
 198     std::map<std::string, sg_size_t>* content = local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->get_content();
 199     auto sz = content->find(path_);
 200     if (sz != content->end()) { // src file exists
 201       sg_size_t new_size = sz->second;
 202       content->erase(path_);
 203       std::string path = fullpath.substr(mount_point_.length(), fullpath.length());
 204       content->insert({path.c_str(), new_size});
 205       XBT_DEBUG("Move file from %s to %s, size '%llu'", path_.c_str(), fullpath.c_str(), new_size);
 206     } else {
 207       XBT_WARN("File %s doesn't exist", path_.c_str());
 208     }
 209   } else {
 210     XBT_WARN("New full path %s is not on the same mount point: %s.", fullpath.c_str(), mount_point_.c_str());
 211   }
 212 }
 213
 214 int File::unlink()
 215 {
 216   /* Check if the file is on local storage */
 217   std::map<std::string, sg_size_t>* content = local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->get_content();
 218
 219   if (content->find(path_) == content->end()) {
 220     XBT_WARN("File %s is not on disk %s. Impossible to unlink", path_.c_str(), local_storage_->get_cname());
 221     return -1;
 222   } else {
 223     XBT_DEBUG("UNLINK %s on disk '%s'", path_.c_str(), local_storage_->get_cname());
 224     local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->decr_used_size(size_);
 225
 226     // Remove the file from storage
 227     content->erase(fullpath_);
 228
 229     return 0;
 230   }
 231 }
 232
 233 int File::remote_copy(sg_host_t host, const char* fullpath)
 234 {
 235   /* Find the host where the file is physically located and read it */
 236   Storage* storage_src = local_storage_;
 237   Host* src_host       = storage_src->get_host();
 238   seek(0, SEEK_SET);
 239   XBT_DEBUG("READ %s on disk '%s'", get_path(), local_storage_->get_cname());
 240   // if the current position is close to the end of the file, we may not be able to read the requested size
 241   sg_size_t read_size = local_storage_->read(size_);
 242   current_position_ += read_size;
 243
 244   /* Find the host that owns the storage where the file has to be copied */
 245   Storage* storage_dest = nullptr;
 246   Host* dst_host;
 247   size_t longest_prefix_length = 0;
 248
 249   for (auto const& elm : host->getMountedStorages()) {
 250     std::string mount_point = std::string(fullpath).substr(0, elm.first.size());
 251     if (mount_point == elm.first && elm.first.length() > longest_prefix_length) {
 252       /* The current mount name is found in the full path and is bigger than the previous*/
 253       longest_prefix_length = elm.first.length();
 254       storage_dest          = elm.second;
 255     }
 256   }
 257
 258   if (storage_dest != nullptr) {
 259     /* Mount point found, retrieve the host the storage is attached to */
 260     dst_host = storage_dest->get_host();
 261   } else {
 262     XBT_WARN("Can't find mount point for '%s' on destination host '%s'", fullpath, host->get_cname());
 263     return -1;
 264   }
 265
 266   XBT_DEBUG("Initiate data transfer of %llu bytes between %s and %s.", read_size, src_host->get_cname(),
 267             storage_dest->get_host()->get_cname());
 268   Host* m_host_list[]     = {src_host, dst_host};
 269   double* flops_amount    = new double[2]{0, 0};
 270   double* bytes_amount    = new double[4]{0, static_cast<double>(read_size), 0, 0};
 271
 272   this_actor::parallel_execute(2, m_host_list, flops_amount, bytes_amount);
 273
 274   /* Create file on remote host, write it and close it */
 275   File* fd = new File(fullpath, dst_host, nullptr);
 276   sg_size_t write_size = fd->local_storage_->write(read_size);
 277   fd->local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->incr_used_size(write_size);
 278   (*(fd->local_storage_->extension<FileSystemStorageExt>()->get_content()))[path_] = size_;
 279   delete fd;
 280   return 0;
 281 }
 282
 283 int File::remote_move(sg_host_t host, const char* fullpath)
 284 {
 285   int res = remote_copy(host, fullpath);
 286   unlink();
 287   return res;
 288 }
 289
 290 FileSystemStorageExt::FileSystemStorageExt(simgrid::s4u::Storage* ptr)
 291 {
 292   content_ = parse_content(ptr->get_impl()->content_name);
 293   size_    = ptr->get_impl()->size_;
 294 }
 295
 296 FileSystemStorageExt::~FileSystemStorageExt()
 297 {
 298   delete content_;
 299 }
 300
 301 std::map<std::string, sg_size_t>* FileSystemStorageExt::parse_content(std::string filename)
 302 {
 303   if (filename.empty())
 304     return nullptr;
 305
 306   std::map<std::string, sg_size_t>* parse_content = new std::map<std::string, sg_size_t>();
 307
 308   std::ifstream* fs = surf_ifsopen(filename);
 309
 310   std::string line;
 311   std::vector<std::string> tokens;
 312   do {
 313     std::getline(*fs, line);
 314     boost::trim(line);
 315     if (line.length() > 0) {
 316       boost::split(tokens, line, boost::is_any_of(" \t"), boost::token_compress_on);
 317       xbt_assert(tokens.size() == 2, "Parse error in %s: %s", filename.c_str(), line.c_str());
 318       sg_size_t size = std::stoull(tokens.at(1));
 319
 320       used_size_ += size;
 321       parse_content->insert({tokens.front(), size});
 322     }
 323   } while (not fs->eof());
 324   delete fs;
 325   return parse_content;
 326 }
 327 }
 328 }
 329
 330 using simgrid::s4u::FileSystemStorageExt;
 331 using simgrid::s4u::FileDescriptorHostExt;
 332
 333 static void on_storage_creation(simgrid::s4u::Storage& st)
 334 {
 335   st.extension_set(new FileSystemStorageExt(&st));
 336 }
 337
 338 static void on_host_creation(simgrid::s4u::Host& host)
 339 {
 340   host.extension_set<FileDescriptorHostExt>(new FileDescriptorHostExt());
 341 }
 342
 343 /* **************************** Public interface *************************** */
 344 void sg_storage_file_system_init()
 345 {
 346   sg_storage_max_file_descriptors = 1024;
 347   simgrid::config::bind_flag(sg_storage_max_file_descriptors, "storage/max_file_descriptors",
 348                              "Maximum number of concurrently opened files per host. Default is 1024");
 349
 350   if (not FileSystemStorageExt::EXTENSION_ID.valid()) {
 351     FileSystemStorageExt::EXTENSION_ID = simgrid::s4u::Storage::extension_create<FileSystemStorageExt>();
 352     simgrid::s4u::Storage::on_creation.connect(&on_storage_creation);
 353   }
 354
 355   if (not FileDescriptorHostExt::EXTENSION_ID.valid()) {
 356     FileDescriptorHostExt::EXTENSION_ID = simgrid::s4u::Host::extension_create<FileDescriptorHostExt>();
 357     simgrid::s4u::Host::on_creation.connect(&on_host_creation);
 358   }
 359 }
 360
 361 sg_file_t sg_file_open(const char* fullpath, void* data)
 362 {
 363   return new simgrid::s4u::File(fullpath, data);
 364 }
 365
 366 sg_size_t sg_file_read(sg_file_t fd, sg_size_t size)
 367 {
 368   return fd->read(size);
 369 }
 370
 371 sg_size_t sg_file_write(sg_file_t fd, sg_size_t size)
 372 {
 373   return fd->write(size);
 374 }
 375
 376 void sg_file_close(sg_file_t fd)
 377 {
 378   delete fd;
 379 }
 380
 381 const char* sg_file_get_name(sg_file_t fd)
 382 {
 383   xbt_assert((fd != nullptr), "Invalid file descriptor");
 384   return fd->get_path();
 385 }
 386
 387 sg_size_t sg_file_get_size(sg_file_t fd)
 388 {
 389   return fd->size();
 390 }
 391
 392 void sg_file_dump(sg_file_t fd)
 393 {
 394   fd->dump();
 395 }
 396
 397 void* sg_file_get_data(sg_file_t fd)
 398 {
 399   return fd->get_userdata();
 400 }
 401
 402 void sg_file_set_data(sg_file_t fd, void* data)
 403 {
 404   fd->set_userdata(data);
 405 }
 406
 407 /**
 408  * \brief Set the file position indicator in the sg_file_t by adding offset bytes
 409  * to the position specified by origin (either SEEK_SET, SEEK_CUR, or SEEK_END).
 410  *
 411  * \param fd : file object that identifies the stream
 412  * \param offset : number of bytes to offset from origin
 413  * \param origin : Position used as reference for the offset. It is specified by one of the following constants defined
 414  *                 in \<stdio.h\> exclusively to be used as arguments for this function (SEEK_SET = beginning of file,
 415  *                 SEEK_CUR = current position of the file pointer, SEEK_END = end of file)
 416  */
 417 void sg_file_seek(sg_file_t fd, sg_offset_t offset, int origin)
 418 {
 419   fd->seek(offset, origin);
 420 }
 421
 422 sg_size_t sg_file_tell(sg_file_t fd)
 423 {
 424   return fd->tell();
 425 }
 426
 427 void sg_file_move(sg_file_t fd, const char* fullpath)
 428 {
 429   fd->move(fullpath);
 430 }
 431
 432 void sg_file_unlink(sg_file_t fd)
 433 {
 434   fd->unlink();
 435   delete fd;
 436 }
 437
 438 /**
 439  * \brief Copy a file to another location on a remote host.
 440  * \param file : the file to move
 441  * \param host : the remote host where the file has to be copied
 442  * \param fullpath : the complete path destination on the remote host
 443  * \return If successful, the function returns 0. Otherwise, it returns -1.
 444  */
 445 int sg_file_rcopy(sg_file_t file, sg_host_t host, const char* fullpath)
 446 {
 447   return file->remote_copy(host, fullpath);
 448 }
 449
 450 /**
 451  * \brief Move a file to another location on a remote host.
 452  * \param file : the file to move
 453  * \param host : the remote host where the file has to be moved
 454  * \param fullpath : the complete path destination on the remote host
 455  * \return If successful, the function returns 0. Otherwise, it returns -1.
 456  */
 457 int sg_file_rmove(sg_file_t file, sg_host_t host, const char* fullpath)
 458 {
 459   return file->remote_move(host, fullpath);
 460 }
 461
 462 sg_size_t sg_storage_get_size_free(sg_storage_t st)
 463 {
 464   return st->extension<FileSystemStorageExt>()->get_size() - st->extension<FileSystemStorageExt>()->get_used_size();
 465 }
 466
 467 sg_size_t sg_storage_get_size_used(sg_storage_t st)
 468 {
 469   return st->extension<FileSystemStorageExt>()->get_used_size();
 470 }
 471
 472 sg_size_t sg_storage_get_size(sg_storage_t st)
 473 {
 474   return st->extension<FileSystemStorageExt>()->get_size();
 475 }
 476
 477 xbt_dict_t sg_storage_get_content(sg_storage_t storage)
 478 {
 479   std::map<std::string, sg_size_t>* content = storage->extension<simgrid::s4u::FileSystemStorageExt>()->get_content();
 480   // Note: ::operator delete is ok here (no destructor called) since the dict elements are of POD type sg_size_t.
 481   xbt_dict_t content_as_dict = xbt_dict_new_homogeneous(::operator delete);
 482
 483   for (auto const& entry : *content) {
 484     sg_size_t* psize = new sg_size_t;
 485     *psize           = entry.second;
 486     xbt_dict_set(content_as_dict, entry.first.c_str(), psize, nullptr);
 487   }
 488   return content_as_dict;
 489 }
 490
 491 xbt_dict_t sg_host_get_storage_content(sg_host_t host)
 492 {
 493   xbt_assert((host != nullptr), "Invalid parameters");
 494   xbt_dict_t contents = xbt_dict_new_homogeneous(nullptr);
 495   for (auto const& elm : host->getMountedStorages())
 496     xbt_dict_set(contents, elm.first.c_str(), sg_storage_get_content(elm.second), nullptr);
 497
 498   return contents;
 499 }