]> git.jsancho.org Git - lugaru.git/blob - Dependencies/zlib/examples/gzlog.c
CMake: Purge all the bundled dependencies
[lugaru.git] / Dependencies / zlib / examples / gzlog.c
1 /*
2  * gzlog.c
3  * Copyright (C) 2004, 2008 Mark Adler, all rights reserved
4  * For conditions of distribution and use, see copyright notice in gzlog.h
5  * version 2.0, 25 Apr 2008
6  */
7
8 /*
9    gzlog provides a mechanism for frequently appending short strings to a gzip
10    file that is efficient both in execution time and compression ratio.  The
11    strategy is to write the short strings in an uncompressed form to the end of
12    the gzip file, only compressing when the amount of uncompressed data has
13    reached a given threshold.
14
15    gzlog also provides protection against interruptions in the process due to
16    system crashes.  The status of the operation is recorded in an extra field
17    in the gzip file, and is only updated once the gzip file is brought to a
18    valid state.  The last data to be appended or compressed is saved in an
19    auxiliary file, so that if the operation is interrupted, it can be completed
20    the next time an append operation is attempted.
21
22    gzlog maintains another auxiliary file with the last 32K of data from the
23    compressed portion, which is preloaded for the compression of the subsequent
24    data.  This minimizes the impact to the compression ratio of appending.
25  */
26
27 /*
28    Operations Concept:
29
30    Files (log name "foo"):
31    foo.gz -- gzip file with the complete log
32    foo.add -- last message to append or last data to compress
33    foo.dict -- dictionary of the last 32K of data for next compression
34    foo.temp -- temporary dictionary file for compression after this one
35    foo.lock -- lock file for reading and writing the other files
36    foo.repairs -- log file for log file recovery operations (not compressed)
37
38    gzip file structure:
39    - fixed-length (no file name) header with extra field (see below)
40    - compressed data ending initially with empty stored block
41    - uncompressed data filling out originally empty stored block and
42      subsequent stored blocks as needed (16K max each)
43    - gzip trailer
44    - no junk at end (no other gzip streams)
45
46    When appending data, the information in the first three items above plus the
47    foo.add file are sufficient to recover an interrupted append operation.  The
48    extra field has the necessary information to restore the start of the last
49    stored block and determine where to append the data in the foo.add file, as
50    well as the crc and length of the gzip data before the append operation.
51
52    The foo.add file is created before the gzip file is marked for append, and
53    deleted after the gzip file is marked as complete.  So if the append
54    operation is interrupted, the data to add will still be there.  If due to
55    some external force, the foo.add file gets deleted between when the append
56    operation was interrupted and when recovery is attempted, the gzip file will
57    still be restored, but without the appended data.
58
59    When compressing data, the information in the first two items above plus the
60    foo.add file are sufficient to recover an interrupted compress operation.
61    The extra field has the necessary information to find the end of the
62    compressed data, and contains both the crc and length of just the compressed
63    data and of the complete set of data including the contents of the foo.add
64    file.
65
66    Again, the foo.add file is maintained during the compress operation in case
67    of an interruption.  If in the unlikely event the foo.add file with the data
68    to be compressed is missing due to some external force, a gzip file with
69    just the previous compressed data will be reconstructed.  In this case, all
70    of the data that was to be compressed is lost (approximately one megabyte).
71    This will not occur if all that happened was an interruption of the compress
72    operation.
73
74    The third state that is marked is the replacement of the old dictionary with
75    the new dictionary after a compress operation.  Once compression is
76    complete, the gzip file is marked as being in the replace state.  This
77    completes the gzip file, so an interrupt after being so marked does not
78    result in recompression.  Then the dictionary file is replaced, and the gzip
79    file is marked as completed.  This state prevents the possibility of
80    restarting compression with the wrong dictionary file.
81
82    All three operations are wrapped by a lock/unlock procedure.  In order to
83    gain exclusive access to the log files, first a foo.lock file must be
84    exclusively created.  When all operations are complete, the lock is
85    released by deleting the foo.lock file.  If when attempting to create the
86    lock file, it already exists and the modify time of the lock file is more
87    than five minutes old (set by the PATIENCE define below), then the old
88    lock file is considered stale and deleted, and the exclusive creation of
89    the lock file is retried.  To assure that there are no false assessments
90    of the staleness of the lock file, the operations periodically touch the
91    lock file to update the modified date.
92
93    Following is the definition of the extra field with all of the information
94    required to enable the above append and compress operations and their
95    recovery if interrupted.  Multi-byte values are stored little endian
96    (consistent with the gzip format).  File pointers are eight bytes long.
97    The crc's and lengths for the gzip trailer are four bytes long.  (Note that
98    the length at the end of a gzip file is used for error checking only, and
99    for large files is actually the length modulo 2^32.)  The stored block
100    length is two bytes long.  The gzip extra field two-byte identification is
101    "ap" for append.  It is assumed that writing the extra field to the file is
102    an "atomic" operation.  That is, either all of the extra field is written
103    to the file, or none of it is, if the operation is interrupted right at the
104    point of updating the extra field.  This is a reasonable assumption, since
105    the extra field is within the first 52 bytes of the file, which is smaller
106    than any expected block size for a mass storage device (usually 512 bytes or
107    larger).
108
109    Extra field (35 bytes):
110    - Pointer to first stored block length -- this points to the two-byte length
111      of the first stored block, which is followed by the two-byte, one's
112      complement of that length.  The stored block length is preceded by the
113      three-bit header of the stored block, which is the actual start of the
114      stored block in the deflate format.  See the bit offset field below.
115    - Pointer to the last stored block length.  This is the same as above, but
116      for the last stored block of the uncompressed data in the gzip file.
117      Initially this is the same as the first stored block length pointer.
118      When the stored block gets to 16K (see the MAX_STORE define), then a new
119      stored block as added, at which point the last stored block length pointer
120      is different from the first stored block length pointer.  When they are
121      different, the first bit of the last stored block header is eight bits, or
122      one byte back from the block length.
123    - Compressed data crc and length.  This is the crc and length of the data
124      that is in the compressed portion of the deflate stream.  These are used
125      only in the event that the foo.add file containing the data to compress is
126      lost after a compress operation is interrupted.
127    - Total data crc and length.  This is the crc and length of all of the data
128      stored in the gzip file, compressed and uncompressed.  It is used to
129      reconstruct the gzip trailer when compressing, as well as when recovering
130      interrupted operations.
131    - Final stored block length.  This is used to quickly find where to append,
132      and allows the restoration of the original final stored block state when
133      an append operation is interrupted.
134    - First stored block start as the number of bits back from the final stored
135      block first length byte.  This value is in the range of 3..10, and is
136      stored as the low three bits of the final byte of the extra field after
137      subtracting three (0..7).  This allows the last-block bit of the stored
138      block header to be updated when a new stored block is added, for the case
139      when the first stored block and the last stored block are the same.  (When
140      they are different, the numbers of bits back is known to be eight.)  This
141      also allows for new compressed data to be appended to the old compressed
142      data in the compress operation, overwriting the previous first stored
143      block, or for the compressed data to be terminated and a valid gzip file
144      reconstructed on the off chance that a compression operation was
145      interrupted and the data to compress in the foo.add file was deleted.
146    - The operation in process.  This is the next two bits in the last byte (the
147      bits under the mask 0x18).  The are interpreted as 0: nothing in process,
148      1: append in process, 2: compress in process, 3: replace in process.
149    - The top three bits of the last byte in the extra field are reserved and
150      are currently set to zero.
151
152    Main procedure:
153    - Exclusively create the foo.lock file using the O_CREAT and O_EXCL modes of
154      the system open() call.  If the modify time of an existing lock file is
155      more than PATIENCE seconds old, then the lock file is deleted and the
156      exclusive create is retried.
157    - Load the extra field from the foo.gz file, and see if an operation was in
158      progress but not completed.  If so, apply the recovery procedure below.
159    - Perform the append procedure with the provided data.
160    - If the uncompressed data in the foo.gz file is 1MB or more, apply the
161      compress procedure.
162    - Delete the foo.lock file.
163
164    Append procedure:
165    - Put what to append in the foo.add file so that the operation can be
166      restarted if this procedure is interrupted.
167    - Mark the foo.gz extra field with the append operation in progress.
168    + Restore the original last-block bit and stored block length of the last
169      stored block from the information in the extra field, in case a previous
170      append operation was interrupted.
171    - Append the provided data to the last stored block, creating new stored
172      blocks as needed and updating the stored blocks last-block bits and
173      lengths.
174    - Update the crc and length with the new data, and write the gzip trailer.
175    - Write over the extra field (with a single write operation) with the new
176      pointers, lengths, and crc's, and mark the gzip file as not in process.
177      Though there is still a foo.add file, it will be ignored since nothing
178      is in process.  If a foo.add file is leftover from a previously
179      completed operation, it is truncated when writing new data to it.
180    - Delete the foo.add file.
181
182    Compress and replace procedures:
183    - Read all of the uncompressed data in the stored blocks in foo.gz and write
184      it to foo.add.  Also write foo.temp with the last 32K of that data to
185      provide a dictionary for the next invocation of this procedure.
186    - Rewrite the extra field marking foo.gz with a compression in process.
187    * If there is no data provided to compress (due to a missing foo.add file
188      when recovering), reconstruct and truncate the foo.gz file to contain
189      only the previous compressed data and proceed to the step after the next
190      one.  Otherwise ...
191    - Compress the data with the dictionary in foo.dict, and write to the
192      foo.gz file starting at the bit immediately following the last previously
193      compressed block.  If there is no foo.dict, proceed anyway with the
194      compression at slightly reduced efficiency.  (For the foo.dict file to be
195      missing requires some external failure beyond simply the interruption of
196      a compress operation.)  During this process, the foo.lock file is
197      periodically touched to assure that that file is not considered stale by
198      another process before we're done.  The deflation is terminated with a
199      non-last empty static block (10 bits long), that is then located and
200      written over by a last-bit-set empty stored block.
201    - Append the crc and length of the data in the gzip file (previously
202      calculated during the append operations).
203    - Write over the extra field with the updated stored block offsets, bits
204      back, crc's, and lengths, and mark foo.gz as in process for a replacement
205      of the dictionary.
206    @ Delete the foo.add file.
207    - Replace foo.dict with foo.temp.
208    - Write over the extra field, marking foo.gz as complete.
209
210    Recovery procedure:
211    - If not a replace recovery, read in the foo.add file, and provide that data
212      to the appropriate recovery below.  If there is no foo.add file, provide
213      a zero data length to the recovery.  In that case, the append recovery
214      restores the foo.gz to the previous compressed + uncompressed data state.
215      For the the compress recovery, a missing foo.add file results in foo.gz
216      being restored to the previous compressed-only data state.
217    - Append recovery:
218      - Pick up append at + step above
219    - Compress recovery:
220      - Pick up compress at * step above
221    - Replace recovery:
222      - Pick up compress at @ step above
223    - Log the repair with a date stamp in foo.repairs
224  */
225
226 #include <sys/types.h>
227 #include <stdio.h>      /* rename, fopen, fprintf, fclose */
228 #include <stdlib.h>     /* malloc, free */
229 #include <string.h>     /* strlen, strrchr, strcpy, strncpy, strcmp */
230 #include <fcntl.h>      /* open */
231 #include <unistd.h>     /* lseek, read, write, close, unlink, sleep, */
232                         /* ftruncate, fsync */
233 #include <errno.h>      /* errno */
234 #include <time.h>       /* time, ctime */
235 #include <sys/stat.h>   /* stat */
236 #include <sys/time.h>   /* utimes */
237 #include "zlib.h"       /* crc32 */
238
239 #include "gzlog.h"      /* header for external access */
240
241 #define local static
242 typedef unsigned int uint;
243 typedef unsigned long ulong;
244
245 /* Macro for debugging to deterministically force recovery operations */
246 #ifdef DEBUG
247     #include <setjmp.h>         /* longjmp */
248     jmp_buf gzlog_jump;         /* where to go back to */
249     int gzlog_bail = 0;         /* which point to bail at (1..8) */
250     int gzlog_count = -1;       /* number of times through to wait */
251 #   define BAIL(n) do { if (n == gzlog_bail && gzlog_count-- == 0) \
252                             longjmp(gzlog_jump, gzlog_bail); } while (0)
253 #else
254 #   define BAIL(n)
255 #endif
256
257 /* how old the lock file can be in seconds before considering it stale */
258 #define PATIENCE 300
259
260 /* maximum stored block size in Kbytes -- must be in 1..63 */
261 #define MAX_STORE 16
262
263 /* number of stored Kbytes to trigger compression (must be >= 32 to allow
264    dictionary construction, and <= 204 * MAX_STORE, in order for >> 10 to
265    discard the stored block headers contribution of five bytes each) */
266 #define TRIGGER 1024
267
268 /* size of a deflate dictionary (this cannot be changed) */
269 #define DICT 32768U
270
271 /* values for the operation (2 bits) */
272 #define NO_OP 0
273 #define APPEND_OP 1
274 #define COMPRESS_OP 2
275 #define REPLACE_OP 3
276
277 /* macros to extract little-endian integers from an unsigned byte buffer */
278 #define PULL2(p) ((p)[0]+((uint)((p)[1])<<8))
279 #define PULL4(p) (PULL2(p)+((ulong)PULL2(p+2)<<16))
280 #define PULL8(p) (PULL4(p)+((off_t)PULL4(p+4)<<32))
281
282 /* macros to store integers into a byte buffer in little-endian order */
283 #define PUT2(p,a) do {(p)[0]=a;(p)[1]=(a)>>8;} while(0)
284 #define PUT4(p,a) do {PUT2(p,a);PUT2(p+2,a>>16);} while(0)
285 #define PUT8(p,a) do {PUT4(p,a);PUT4(p+4,a>>32);} while(0)
286
287 /* internal structure for log information */
288 #define LOGID "\106\035\172"    /* should be three non-zero characters */
289 struct log {
290     char id[4];     /* contains LOGID to detect inadvertent overwrites */
291     int fd;         /* file descriptor for .gz file, opened read/write */
292     char *path;     /* allocated path, e.g. "/var/log/foo" or "foo" */
293     char *end;      /* end of path, for appending suffices such as ".gz" */
294     off_t first;    /* offset of first stored block first length byte */
295     int back;       /* location of first block id in bits back from first */
296     uint stored;    /* bytes currently in last stored block */
297     off_t last;     /* offset of last stored block first length byte */
298     ulong ccrc;     /* crc of compressed data */
299     ulong clen;     /* length (modulo 2^32) of compressed data */
300     ulong tcrc;     /* crc of total data */
301     ulong tlen;     /* length (modulo 2^32) of total data */
302     time_t lock;    /* last modify time of our lock file */
303 };
304
305 /* gzip header for gzlog */
306 local unsigned char log_gzhead[] = {
307     0x1f, 0x8b,                 /* magic gzip id */
308     8,                          /* compression method is deflate */
309     4,                          /* there is an extra field (no file name) */
310     0, 0, 0, 0,                 /* no modification time provided */
311     0, 0xff,                    /* no extra flags, no OS specified */
312     39, 0, 'a', 'p', 35, 0      /* extra field with "ap" subfield */
313                                 /* 35 is EXTRA, 39 is EXTRA + 4 */
314 };
315
316 #define HEAD sizeof(log_gzhead)     /* should be 16 */
317
318 /* initial gzip extra field content (52 == HEAD + EXTRA + 1) */
319 local unsigned char log_gzext[] = {
320     52, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    /* offset of first stored block length */
321     52, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,    /* offset of last stored block length */
322     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,     /* compressed data crc and length */
323     0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0,     /* total data crc and length */
324     0, 0,                       /* final stored block data length */
325     5                           /* op is NO_OP, last bit 8 bits back */
326 };
327
328 #define EXTRA sizeof(log_gzext)     /* should be 35 */
329
330 /* initial gzip data and trailer */
331 local unsigned char log_gzbody[] = {
332     1, 0, 0, 0xff, 0xff,        /* empty stored block (last) */
333     0, 0, 0, 0,                 /* crc */
334     0, 0, 0, 0                  /* uncompressed length */
335 };
336
337 #define BODY sizeof(log_gzbody)
338
339 /* Exclusively create foo.lock in order to negotiate exclusive access to the
340    foo.* files.  If the modify time of an existing lock file is greater than
341    PATIENCE seconds in the past, then consider the lock file to have been
342    abandoned, delete it, and try the exclusive create again.  Save the lock
343    file modify time for verification of ownership.  Return 0 on success, or -1
344    on failure, usually due to an access restriction or invalid path.  Note that
345    if stat() or unlink() fails, it may be due to another process noticing the
346    abandoned lock file a smidge sooner and deleting it, so those are not
347    flagged as an error. */
348 local int log_lock(struct log *log)
349 {
350     int fd;
351     struct stat st;
352
353     strcpy(log->end, ".lock");
354     while ((fd = open(log->path, O_CREAT | O_EXCL, 0644)) < 0) {
355         if (errno != EEXIST)
356             return -1;
357         if (stat(log->path, &st) == 0 && time(NULL) - st.st_mtime > PATIENCE) {
358             unlink(log->path);
359             continue;
360         }
361         sleep(2);       /* relinquish the CPU for two seconds while waiting */
362     }
363     close(fd);
364     if (stat(log->path, &st) == 0)
365         log->lock = st.st_mtime;
366     return 0;
367 }
368
369 /* Update the modify time of the lock file to now, in order to prevent another
370    task from thinking that the lock is stale.  Save the lock file modify time
371    for verification of ownership. */
372 local void log_touch(struct log *log)
373 {
374     struct stat st;
375
376     strcpy(log->end, ".lock");
377     utimes(log->path, NULL);
378     if (stat(log->path, &st) == 0)
379         log->lock = st.st_mtime;
380 }
381
382 /* Check the log file modify time against what is expected.  Return true if
383    this is not our lock.  If it is our lock, touch it to keep it. */
384 local int log_check(struct log *log)
385 {
386     struct stat st;
387
388     strcpy(log->end, ".lock");
389     if (stat(log->path, &st) || st.st_mtime != log->lock)
390         return 1;
391     log_touch(log);
392     return 0;
393 }
394
395 /* Unlock a previously acquired lock, but only if it's ours. */
396 local void log_unlock(struct log *log)
397 {
398     if (log_check(log))
399         return;
400     strcpy(log->end, ".lock");
401     unlink(log->path);
402     log->lock = 0;
403 }
404
405 /* Check the gzip header and read in the extra field, filling in the values in
406    the log structure.  Return op on success or -1 if the gzip header was not as
407    expected.  op is the current operation in progress last written to the extra
408    field.  This assumes that the gzip file has already been opened, with the
409    file descriptor log->fd. */
410 local int log_head(struct log *log)
411 {
412     int op;
413     unsigned char buf[HEAD + EXTRA];
414
415     if (lseek(log->fd, 0, SEEK_SET) < 0 ||
416         read(log->fd, buf, HEAD + EXTRA) != HEAD + EXTRA ||
417         memcmp(buf, log_gzhead, HEAD)) {
418         return -1;
419     }
420     log->first = PULL8(buf + HEAD);
421     log->last = PULL8(buf + HEAD + 8);
422     log->ccrc = PULL4(buf + HEAD + 16);
423     log->clen = PULL4(buf + HEAD + 20);
424     log->tcrc = PULL4(buf + HEAD + 24);
425     log->tlen = PULL4(buf + HEAD + 28);
426     log->stored = PULL2(buf + HEAD + 32);
427     log->back = 3 + (buf[HEAD + 34] & 7);
428     op = (buf[HEAD + 34] >> 3) & 3;
429     return op;
430 }
431
432 /* Write over the extra field contents, marking the operation as op.  Use fsync
433    to assure that the device is written to, and in the requested order.  This
434    operation, and only this operation, is assumed to be atomic in order to
435    assure that the log is recoverable in the event of an interruption at any
436    point in the process.  Return -1 if the write to foo.gz failed. */
437 local int log_mark(struct log *log, int op)
438 {
439     int ret;
440     unsigned char ext[EXTRA];
441
442     PUT8(ext, log->first);
443     PUT8(ext + 8, log->last);
444     PUT4(ext + 16, log->ccrc);
445     PUT4(ext + 20, log->clen);
446     PUT4(ext + 24, log->tcrc);
447     PUT4(ext + 28, log->tlen);
448     PUT2(ext + 32, log->stored);
449     ext[34] = log->back - 3 + (op << 3);
450     fsync(log->fd);
451     ret = lseek(log->fd, HEAD, SEEK_SET) < 0 ||
452           write(log->fd, ext, EXTRA) != EXTRA ? -1 : 0;
453     fsync(log->fd);
454     return ret;
455 }
456
457 /* Rewrite the last block header bits and subsequent zero bits to get to a byte
458    boundary, setting the last block bit if last is true, and then write the
459    remainder of the stored block header (length and one's complement).  Leave
460    the file pointer after the end of the last stored block data.  Return -1 if
461    there is a read or write failure on the foo.gz file */
462 local int log_last(struct log *log, int last)
463 {
464     int back, len, mask;
465     unsigned char buf[6];
466
467     /* determine the locations of the bytes and bits to modify */
468     back = log->last == log->first ? log->back : 8;
469     len = back > 8 ? 2 : 1;                 /* bytes back from log->last */
470     mask = 0x80 >> ((back - 1) & 7);        /* mask for block last-bit */
471
472     /* get the byte to modify (one or two back) into buf[0] -- don't need to
473        read the byte if the last-bit is eight bits back, since in that case
474        the entire byte will be modified */
475     buf[0] = 0;
476     if (back != 8 && (lseek(log->fd, log->last - len, SEEK_SET) < 0 ||
477                       read(log->fd, buf, 1) != 1))
478         return -1;
479
480     /* change the last-bit of the last stored block as requested -- note
481        that all bits above the last-bit are set to zero, per the type bits
482        of a stored block being 00 and per the convention that the bits to
483        bring the stream to a byte boundary are also zeros */
484     buf[1] = 0;
485     buf[2 - len] = (*buf & (mask - 1)) + (last ? mask : 0);
486
487     /* write the modified stored block header and lengths, move the file
488        pointer to after the last stored block data */
489     PUT2(buf + 2, log->stored);
490     PUT2(buf + 4, log->stored ^ 0xffff);
491     return lseek(log->fd, log->last - len, SEEK_SET) < 0 ||
492            write(log->fd, buf + 2 - len, len + 4) != len + 4 ||
493            lseek(log->fd, log->stored, SEEK_CUR) < 0 ? -1 : 0;
494 }
495
496 /* Append len bytes from data to the locked and open log file.  len may be zero
497    if recovering and no .add file was found.  In that case, the previous state
498    of the foo.gz file is restored.  The data is appended uncompressed in
499    deflate stored blocks.  Return -1 if there was an error reading or writing
500    the foo.gz file. */
501 local int log_append(struct log *log, unsigned char *data, size_t len)
502 {
503     uint put;
504     off_t end;
505     unsigned char buf[8];
506
507     /* set the last block last-bit and length, in case recovering an
508        interrupted append, then position the file pointer to append to the
509        block */
510     if (log_last(log, 1))
511         return -1;
512
513     /* append, adding stored blocks and updating the offset of the last stored
514        block as needed, and update the total crc and length */
515     while (len) {
516         /* append as much as we can to the last block */
517         put = (MAX_STORE << 10) - log->stored;
518         if (put > len)
519             put = (uint)len;
520         if (put) {
521             if (write(log->fd, data, put) != put)
522                 return -1;
523             BAIL(1);
524             log->tcrc = crc32(log->tcrc, data, put);
525             log->tlen += put;
526             log->stored += put;
527             data += put;
528             len -= put;
529         }
530
531         /* if we need to, add a new empty stored block */
532         if (len) {
533             /* mark current block as not last */
534             if (log_last(log, 0))
535                 return -1;
536
537             /* point to new, empty stored block */
538             log->last += 4 + log->stored + 1;
539             log->stored = 0;
540         }
541
542         /* mark last block as last, update its length */
543         if (log_last(log, 1))
544             return -1;
545         BAIL(2);
546     }
547
548     /* write the new crc and length trailer, and truncate just in case (could
549        be recovering from partial append with a missing foo.add file) */
550     PUT4(buf, log->tcrc);
551     PUT4(buf + 4, log->tlen);
552     if (write(log->fd, buf, 8) != 8 ||
553         (end = lseek(log->fd, 0, SEEK_CUR)) < 0 || ftruncate(log->fd, end))
554         return -1;
555
556     /* write the extra field, marking the log file as done, delete .add file */
557     if (log_mark(log, NO_OP))
558         return -1;
559     strcpy(log->end, ".add");
560     unlink(log->path);          /* ignore error, since may not exist */
561     return 0;
562 }
563
564 /* Replace the foo.dict file with the foo.temp file.  Also delete the foo.add
565    file, since the compress operation may have been interrupted before that was
566    done.  Returns 1 if memory could not be allocated, or -1 if reading or
567    writing foo.gz fails, or if the rename fails for some reason other than
568    foo.temp not existing.  foo.temp not existing is a permitted error, since
569    the replace operation may have been interrupted after the rename is done,
570    but before foo.gz is marked as complete. */
571 local int log_replace(struct log *log)
572 {
573     int ret;
574     char *dest;
575
576     /* delete foo.add file */
577     strcpy(log->end, ".add");
578     unlink(log->path);         /* ignore error, since may not exist */
579     BAIL(3);
580
581     /* rename foo.name to foo.dict, replacing foo.dict if it exists */
582     strcpy(log->end, ".dict");
583     dest = malloc(strlen(log->path) + 1);
584     if (dest == NULL)
585         return -2;
586     strcpy(dest, log->path);
587     strcpy(log->end, ".temp");
588     ret = rename(log->path, dest);
589     free(dest);
590     if (ret && errno != ENOENT)
591         return -1;
592     BAIL(4);
593
594     /* mark the foo.gz file as done */
595     return log_mark(log, NO_OP);
596 }
597
598 /* Compress the len bytes at data and append the compressed data to the
599    foo.gz deflate data immediately after the previous compressed data.  This
600    overwrites the previous uncompressed data, which was stored in foo.add
601    and is the data provided in data[0..len-1].  If this operation is
602    interrupted, it picks up at the start of this routine, with the foo.add
603    file read in again.  If there is no data to compress (len == 0), then we
604    simply terminate the foo.gz file after the previously compressed data,
605    appending a final empty stored block and the gzip trailer.  Return -1 if
606    reading or writing the log.gz file failed, or -2 if there was a memory
607    allocation failure. */
608 local int log_compress(struct log *log, unsigned char *data, size_t len)
609 {
610     int fd;
611     uint got, max;
612     ssize_t dict;
613     off_t end;
614     z_stream strm;
615     unsigned char buf[DICT];
616
617     /* compress and append compressed data */
618     if (len) {
619         /* set up for deflate, allocating memory */
620         strm.zalloc = Z_NULL;
621         strm.zfree = Z_NULL;
622         strm.opaque = Z_NULL;
623         if (deflateInit2(&strm, Z_DEFAULT_COMPRESSION, Z_DEFLATED, -15, 8,
624                          Z_DEFAULT_STRATEGY) != Z_OK)
625             return -2;
626
627         /* read in dictionary (last 32K of data that was compressed) */
628         strcpy(log->end, ".dict");
629         fd = open(log->path, O_RDONLY, 0);
630         if (fd >= 0) {
631             dict = read(fd, buf, DICT);
632             close(fd);
633             if (dict < 0) {
634                 deflateEnd(&strm);
635                 return -1;
636             }
637             if (dict)
638                 deflateSetDictionary(&strm, buf, (uint)dict);
639         }
640         log_touch(log);
641
642         /* prime deflate with last bits of previous block, position write
643            pointer to write those bits and overwrite what follows */
644         if (lseek(log->fd, log->first - (log->back > 8 ? 2 : 1),
645                 SEEK_SET) < 0 ||
646             read(log->fd, buf, 1) != 1 || lseek(log->fd, -1, SEEK_CUR) < 0) {
647             deflateEnd(&strm);
648             return -1;
649         }
650         deflatePrime(&strm, (8 - log->back) & 7, *buf);
651
652         /* compress, finishing with a partial non-last empty static block */
653         strm.next_in = data;
654         max = (((uint)0 - 1) >> 1) + 1; /* in case int smaller than size_t */
655         do {
656             strm.avail_in = len > max ? max : (uint)len;
657             len -= strm.avail_in;
658             do {
659                 strm.avail_out = DICT;
660                 strm.next_out = buf;
661                 deflate(&strm, len ? Z_NO_FLUSH : Z_PARTIAL_FLUSH);
662                 got = DICT - strm.avail_out;
663                 if (got && write(log->fd, buf, got) != got) {
664                     deflateEnd(&strm);
665                     return -1;
666                 }
667                 log_touch(log);
668             } while (strm.avail_out == 0);
669         } while (len);
670         deflateEnd(&strm);
671         BAIL(5);
672
673         /* find start of empty static block -- scanning backwards the first one
674            bit is the second bit of the block, if the last byte is zero, then
675            we know the byte before that has a one in the top bit, since an
676            empty static block is ten bits long */
677         if ((log->first = lseek(log->fd, -1, SEEK_CUR)) < 0 ||
678             read(log->fd, buf, 1) != 1)
679             return -1;
680         log->first++;
681         if (*buf) {
682             log->back = 1;
683             while ((*buf & ((uint)1 << (8 - log->back++))) == 0)
684                 ;       /* guaranteed to terminate, since *buf != 0 */
685         }
686         else
687             log->back = 10;
688
689         /* update compressed crc and length */
690         log->ccrc = log->tcrc;
691         log->clen = log->tlen;
692     }
693     else {
694         /* no data to compress -- fix up existing gzip stream */
695         log->tcrc = log->ccrc;
696         log->tlen = log->clen;
697     }
698
699     /* complete and truncate gzip stream */
700     log->last = log->first;
701     log->stored = 0;
702     PUT4(buf, log->tcrc);
703     PUT4(buf + 4, log->tlen);
704     if (log_last(log, 1) || write(log->fd, buf, 8) != 8 ||
705         (end = lseek(log->fd, 0, SEEK_CUR)) < 0 || ftruncate(log->fd, end))
706         return -1;
707     BAIL(6);
708
709     /* mark as being in the replace operation */
710     if (log_mark(log, REPLACE_OP))
711         return -1;
712
713     /* execute the replace operation and mark the file as done */
714     return log_replace(log);
715 }
716
717 /* log a repair record to the .repairs file */
718 local void log_log(struct log *log, int op, char *record)
719 {
720     time_t now;
721     FILE *rec;
722
723     now = time(NULL);
724     strcpy(log->end, ".repairs");
725     rec = fopen(log->path, "a");
726     if (rec == NULL)
727         return;
728     fprintf(rec, "%.24s %s recovery: %s\n", ctime(&now), op == APPEND_OP ?
729             "append" : (op == COMPRESS_OP ? "compress" : "replace"), record);
730     fclose(rec);
731     return;
732 }
733
734 /* Recover the interrupted operation op.  First read foo.add for recovering an
735    append or compress operation.  Return -1 if there was an error reading or
736    writing foo.gz or reading an existing foo.add, or -2 if there was a memory
737    allocation failure. */
738 local int log_recover(struct log *log, int op)
739 {
740     int fd, ret = 0;
741     unsigned char *data = NULL;
742     size_t len = 0;
743     struct stat st;
744
745     /* log recovery */
746     log_log(log, op, "start");
747
748     /* load foo.add file if expected and present */
749     if (op == APPEND_OP || op == COMPRESS_OP) {
750         strcpy(log->end, ".add");
751         if (stat(log->path, &st) == 0 && st.st_size) {
752             len = (size_t)(st.st_size);
753             if (len != st.st_size || (data = malloc(st.st_size)) == NULL) {
754                 log_log(log, op, "allocation failure");
755                 return -2;
756             }
757             if ((fd = open(log->path, O_RDONLY, 0)) < 0) {
758                 log_log(log, op, ".add file read failure");
759                 return -1;
760             }
761             ret = read(fd, data, len) != len;
762             close(fd);
763             if (ret) {
764                 log_log(log, op, ".add file read failure");
765                 return -1;
766             }
767             log_log(log, op, "loaded .add file");
768         }
769         else
770             log_log(log, op, "missing .add file!");
771     }
772
773     /* recover the interrupted operation */
774     switch (op) {
775     case APPEND_OP:
776         ret = log_append(log, data, len);
777         break;
778     case COMPRESS_OP:
779         ret = log_compress(log, data, len);
780         break;
781     case REPLACE_OP:
782         ret = log_replace(log);
783     }
784
785     /* log status */
786     log_log(log, op, ret ? "failure" : "complete");
787
788     /* clean up */
789     if (data != NULL)
790         free(data);
791     return ret;
792 }
793
794 /* Close the foo.gz file (if open) and release the lock. */
795 local void log_close(struct log *log)
796 {
797     if (log->fd >= 0)
798         close(log->fd);
799     log->fd = -1;
800     log_unlock(log);
801 }
802
803 /* Open foo.gz, verify the header, and load the extra field contents, after
804    first creating the foo.lock file to gain exclusive access to the foo.*
805    files.  If foo.gz does not exist or is empty, then write the initial header,
806    extra, and body content of an empty foo.gz log file.  If there is an error
807    creating the lock file due to access restrictions, or an error reading or
808    writing the foo.gz file, or if the foo.gz file is not a proper log file for
809    this object (e.g. not a gzip file or does not contain the expected extra
810    field), then return true.  If there is an error, the lock is released.
811    Otherwise, the lock is left in place. */
812 local int log_open(struct log *log)
813 {
814     int op;
815
816     /* release open file resource if left over -- can occur if lock lost
817        between gzlog_open() and gzlog_write() */
818     if (log->fd >= 0)
819         close(log->fd);
820     log->fd = -1;
821
822     /* negotiate exclusive access */
823     if (log_lock(log) < 0)
824         return -1;
825
826     /* open the log file, foo.gz */
827     strcpy(log->end, ".gz");
828     log->fd = open(log->path, O_RDWR | O_CREAT, 0644);
829     if (log->fd < 0) {
830         log_close(log);
831         return -1;
832     }
833
834     /* if new, initialize foo.gz with an empty log, delete old dictionary */
835     if (lseek(log->fd, 0, SEEK_END) == 0) {
836         if (write(log->fd, log_gzhead, HEAD) != HEAD ||
837             write(log->fd, log_gzext, EXTRA) != EXTRA ||
838             write(log->fd, log_gzbody, BODY) != BODY) {
839             log_close(log);
840             return -1;
841         }
842         strcpy(log->end, ".dict");
843         unlink(log->path);
844     }
845
846     /* verify log file and load extra field information */
847     if ((op = log_head(log)) < 0) {
848         log_close(log);
849         return -1;
850     }
851
852     /* check for interrupted process and if so, recover */
853     if (op != NO_OP && log_recover(log, op)) {
854         log_close(log);
855         return -1;
856     }
857
858     /* touch the lock file to prevent another process from grabbing it */
859     log_touch(log);
860     return 0;
861 }
862
863 /* See gzlog.h for the description of the external methods below */
864 gzlog *gzlog_open(char *path)
865 {
866     size_t n;
867     struct log *log;
868
869     /* check arguments */
870     if (path == NULL || *path == 0)
871         return NULL;
872
873     /* allocate and initialize log structure */
874     log = malloc(sizeof(struct log));
875     if (log == NULL)
876         return NULL;
877     strcpy(log->id, LOGID);
878     log->fd = -1;
879
880     /* save path and end of path for name construction */
881     n = strlen(path);
882     log->path = malloc(n + 9);              /* allow for ".repairs" */
883     if (log->path == NULL) {
884         free(log);
885         return NULL;
886     }
887     strcpy(log->path, path);
888     log->end = log->path + n;
889
890     /* gain exclusive access and verify log file -- may perform a
891        recovery operation if needed */
892     if (log_open(log)) {
893         free(log->path);
894         free(log);
895         return NULL;
896     }
897
898     /* return pointer to log structure */
899     return log;
900 }
901
902 /* gzlog_compress() return values:
903     0: all good
904    -1: file i/o error (usually access issue)
905    -2: memory allocation failure
906    -3: invalid log pointer argument */
907 int gzlog_compress(gzlog *logd)
908 {
909     int fd, ret;
910     uint block;
911     size_t len, next;
912     unsigned char *data, buf[5];
913     struct log *log = logd;
914
915     /* check arguments */
916     if (log == NULL || strcmp(log->id, LOGID) || len < 0)
917         return -3;
918
919     /* see if we lost the lock -- if so get it again and reload the extra
920        field information (it probably changed), recover last operation if
921        necessary */
922     if (log_check(log) && log_open(log))
923         return -1;
924
925     /* create space for uncompressed data */
926     len = ((size_t)(log->last - log->first) & ~(((size_t)1 << 10) - 1)) +
927           log->stored;
928     if ((data = malloc(len)) == NULL)
929         return -2;
930
931     /* do statement here is just a cheap trick for error handling */
932     do {
933         /* read in the uncompressed data */
934         if (lseek(log->fd, log->first - 1, SEEK_SET) < 0)
935             break;
936         next = 0;
937         while (next < len) {
938             if (read(log->fd, buf, 5) != 5)
939                 break;
940             block = PULL2(buf + 1);
941             if (next + block > len ||
942                 read(log->fd, (char *)data + next, block) != block)
943                 break;
944             next += block;
945         }
946         if (lseek(log->fd, 0, SEEK_CUR) != log->last + 4 + log->stored)
947             break;
948         log_touch(log);
949
950         /* write the uncompressed data to the .add file */
951         strcpy(log->end, ".add");
952         fd = open(log->path, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
953         if (fd < 0)
954             break;
955         ret = write(fd, data, len) != len;
956         if (ret | close(fd))
957             break;
958         log_touch(log);
959
960         /* write the dictionary for the next compress to the .temp file */
961         strcpy(log->end, ".temp");
962         fd = open(log->path, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
963         if (fd < 0)
964             break;
965         next = DICT > len ? len : DICT;
966         ret = write(fd, (char *)data + len - next, next) != next;
967         if (ret | close(fd))
968             break;
969         log_touch(log);
970
971         /* roll back to compressed data, mark the compress in progress */
972         log->last = log->first;
973         log->stored = 0;
974         if (log_mark(log, COMPRESS_OP))
975             break;
976         BAIL(7);
977
978         /* compress and append the data (clears mark) */
979         ret = log_compress(log, data, len);
980         free(data);
981         return ret;
982     } while (0);
983
984     /* broke out of do above on i/o error */
985     free(data);
986     return -1;
987 }
988
989 /* gzlog_write() return values:
990     0: all good
991    -1: file i/o error (usually access issue)
992    -2: memory allocation failure
993    -3: invalid log pointer argument */
994 int gzlog_write(gzlog *logd, void *data, size_t len)
995 {
996     int fd, ret;
997     struct log *log = logd;
998
999     /* check arguments */
1000     if (log == NULL || strcmp(log->id, LOGID) || len < 0)
1001         return -3;
1002     if (data == NULL || len == 0)
1003         return 0;
1004
1005     /* see if we lost the lock -- if so get it again and reload the extra
1006        field information (it probably changed), recover last operation if
1007        necessary */
1008     if (log_check(log) && log_open(log))
1009         return -1;
1010
1011     /* create and write .add file */
1012     strcpy(log->end, ".add");
1013     fd = open(log->path, O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
1014     if (fd < 0)
1015         return -1;
1016     ret = write(fd, data, len) != len;
1017     if (ret | close(fd))
1018         return -1;
1019     log_touch(log);
1020
1021     /* mark log file with append in progress */
1022     if (log_mark(log, APPEND_OP))
1023         return -1;
1024     BAIL(8);
1025
1026     /* append data (clears mark) */
1027     if (log_append(log, data, len))
1028         return -1;
1029
1030     /* check to see if it's time to compress -- if not, then done */
1031     if (((log->last - log->first) >> 10) + (log->stored >> 10) < TRIGGER)
1032         return 0;
1033
1034     /* time to compress */
1035     return gzlog_compress(log);
1036 }
1037
1038 /* gzlog_close() return values:
1039     0: ok
1040    -3: invalid log pointer argument */
1041 int gzlog_close(gzlog *logd)
1042 {
1043     struct log *log = logd;
1044
1045     /* check arguments */
1046     if (log == NULL || strcmp(log->id, LOGID))
1047         return -3;
1048
1049     /* close the log file and release the lock */
1050     log_close(log);
1051
1052     /* free structure and return */
1053     if (log->path != NULL)
1054         free(log->path);
1055     strcpy(log->id, "bad");
1056     free(log);
1057     return 0;
1058 }