Branch data Line data Source code
1 : : // Copyright (c) 2012-present The Bitcoin Core developers
2 : : // Distributed under the MIT software license, see the accompanying
3 : : // file COPYING or http://www.opensource.org/licenses/mit-license.php.
4 : :
5 : : #include <dbwrapper.h>
6 : :
7 : : #include <leveldb/cache.h>
8 : : #include <leveldb/db.h>
9 : : #include <leveldb/env.h>
10 : : #include <leveldb/filter_policy.h>
11 : : #include <leveldb/helpers/memenv/memenv.h>
12 : : #include <leveldb/iterator.h>
13 : : #include <leveldb/options.h>
14 : : #include <leveldb/slice.h>
15 : : #include <leveldb/status.h>
16 : : #include <leveldb/write_batch.h>
17 : : #include <logging.h>
18 : : #include <random.h>
19 : : #include <serialize.h>
20 : : #include <span.h>
21 : : #include <streams.h>
22 : : #include <util/byte_units.h>
23 : : #include <util/fs.h>
24 : : #include <util/fs_helpers.h>
25 : : #include <util/log.h>
26 : : #include <util/obfuscation.h>
27 : : #include <util/strencodings.h>
28 : :
29 : : #include <algorithm>
30 : : #include <cassert>
31 : : #include <cstdarg>
32 : : #include <cstdint>
33 : : #include <cstdio>
34 : : #include <memory>
35 : : #include <optional>
36 : : #include <utility>
37 : :
38 : 6752608 : static auto CharCast(const std::byte* data) { return reinterpret_cast<const char*>(data); }
39 : :
40 : 35 : bool DestroyDB(const std::string& path_str)
41 : : {
42 [ - + ]: 35 : return leveldb::DestroyDB(path_str, {}).ok();
43 : : }
44 : :
45 : : /** Handle database error by throwing dbwrapper_error exception.
46 : : */
47 : 45440 : static void HandleError(const leveldb::Status& status)
48 : : {
49 [ + + ]: 45440 : if (status.ok())
50 : 45430 : return;
51 [ + - ]: 10 : const std::string errmsg = "Fatal LevelDB error: " + status.ToString();
52 [ + - ]: 10 : LogError("%s", errmsg);
53 [ + - ]: 10 : LogInfo("You can use -debug=leveldb to get more complete diagnostic messages");
54 [ + - ]: 10 : throw dbwrapper_error(errmsg);
55 : 10 : }
56 : :
57 : 2860 : class CBitcoinLevelDBLogger : public leveldb::Logger {
58 : : public:
59 : : // This code is adapted from posix_logger.h, which is why it is using vsprintf.
60 : : // Please do not do this in normal code
61 : 12307 : void Logv(const char * format, va_list ap) override {
62 [ - + ]: 12307 : if (!LogAcceptCategory(BCLog::LEVELDB, util::log::Level::Debug)) {
63 : : return;
64 : : }
65 : : char buffer[500];
66 [ # # ]: 0 : for (int iter = 0; iter < 2; iter++) {
67 : 0 : char* base;
68 : 0 : int bufsize;
69 [ # # ]: 0 : if (iter == 0) {
70 : : bufsize = sizeof(buffer);
71 : : base = buffer;
72 : : }
73 : : else {
74 : 0 : bufsize = 30000;
75 : 0 : base = new char[bufsize];
76 : : }
77 : 0 : char* p = base;
78 : 0 : char* limit = base + bufsize;
79 : :
80 : : // Print the message
81 [ # # ]: 0 : if (p < limit) {
82 : 0 : va_list backup_ap;
83 : 0 : va_copy(backup_ap, ap);
84 : : // Do not use vsnprintf elsewhere in bitcoin source code, see above.
85 : 0 : p += vsnprintf(p, limit - p, format, backup_ap);
86 : 0 : va_end(backup_ap);
87 : : }
88 : :
89 : : // Truncate to available space if necessary
90 [ # # ]: 0 : if (p >= limit) {
91 [ # # ]: 0 : if (iter == 0) {
92 : 0 : continue; // Try again with larger buffer
93 : : }
94 : : else {
95 : 0 : p = limit - 1;
96 : : }
97 : : }
98 : :
99 : : // Add newline if necessary
100 [ # # # # ]: 0 : if (p == base || p[-1] != '\n') {
101 : 0 : *p++ = '\n';
102 : : }
103 : :
104 [ # # ]: 0 : assert(p <= limit);
105 [ # # ]: 0 : base[std::min(bufsize - 1, (int)(p - base))] = '\0';
106 [ # # ]: 0 : LogDebug(BCLog::LEVELDB, "%s\n", util::RemoveSuffixView(base, "\n"));
107 [ # # ]: 0 : if (base != buffer) {
108 [ # # ]: 0 : delete[] base;
109 : : }
110 : : break;
111 : : }
112 : : }
113 : : };
114 : :
115 : 2860 : static void SetMaxOpenFiles(leveldb::Options *options) {
116 : : // On most platforms the default setting of max_open_files (which is 1000)
117 : : // is optimal. On Windows using a large file count is OK because the handles
118 : : // do not interfere with select() loops. On 64-bit Unix hosts this value is
119 : : // also OK, because up to that amount LevelDB will use an mmap
120 : : // implementation that does not use extra file descriptors (the fds are
121 : : // closed after being mmap'ed).
122 : : //
123 : : // Increasing the value beyond the default is dangerous because LevelDB will
124 : : // fall back to a non-mmap implementation when the file count is too large.
125 : : // On 32-bit Unix host we should decrease the value because the handles use
126 : : // up real fds, and we want to avoid fd exhaustion issues.
127 : : //
128 : : // See PR #12495 for further discussion.
129 : :
130 : 2860 : int default_open_files = options->max_open_files;
131 : : #ifndef WIN32
132 : 2860 : if (sizeof(void*) < 8) {
133 : : options->max_open_files = 64;
134 : : }
135 : : #endif
136 [ - + ]: 2860 : LogDebug(BCLog::LEVELDB, "LevelDB using max_open_files=%d (default=%d)\n",
137 : : options->max_open_files, default_open_files);
138 : 2860 : }
139 : :
140 : 2860 : static leveldb::Options GetOptions(size_t nCacheSize)
141 : : {
142 : 2860 : leveldb::Options options;
143 : 2860 : options.block_cache = leveldb::NewLRUCache(nCacheSize / 2);
144 : 2860 : options.write_buffer_size = nCacheSize / 4; // up to two write buffers may be held in memory simultaneously
145 : 2860 : options.filter_policy = leveldb::NewBloomFilterPolicy(10);
146 : 2860 : options.compression = leveldb::kNoCompression;
147 [ - + ]: 2860 : options.info_log = new CBitcoinLevelDBLogger();
148 : 2860 : if (leveldb::kMajorVersion > 1 || (leveldb::kMajorVersion == 1 && leveldb::kMinorVersion >= 16)) {
149 : : // LevelDB versions before 1.16 consider short writes to be corruption. Only trigger error
150 : : // on corruption in later versions.
151 : 2860 : options.paranoid_checks = true;
152 : : }
153 [ - + ]: 2860 : options.max_file_size = std::max(options.max_file_size, DBWRAPPER_MAX_FILE_SIZE);
154 : 2860 : SetMaxOpenFiles(&options);
155 : 2860 : return options;
156 : : }
157 : :
158 [ + - ]: 85022 : struct CDBBatch::WriteBatchImpl {
159 : : leveldb::WriteBatch batch;
160 : : };
161 : :
162 : 42511 : CDBBatch::CDBBatch(const CDBWrapper& _parent)
163 : 42511 : : parent{_parent},
164 : 42511 : m_impl_batch{std::make_unique<CDBBatch::WriteBatchImpl>()}
165 : : {
166 [ + - ]: 42511 : Clear();
167 : 42511 : };
168 : :
169 : 42511 : CDBBatch::~CDBBatch() = default;
170 : :
171 : 42511 : void CDBBatch::Clear()
172 : : {
173 : 42511 : m_impl_batch->batch.Clear();
174 : 42511 : }
175 : :
176 : 500055 : void CDBBatch::WriteImpl(std::span<const std::byte> key, DataStream& ssValue)
177 : : {
178 : 500055 : leveldb::Slice slKey(CharCast(key.data()), key.size());
179 [ - + ]: 500055 : dbwrapper_private::GetObfuscation(parent)(ssValue);
180 [ - + ]: 500055 : leveldb::Slice slValue(CharCast(ssValue.data()), ssValue.size());
181 : 500055 : m_impl_batch->batch.Put(slKey, slValue);
182 : 500055 : }
183 : :
184 : 39018 : void CDBBatch::EraseImpl(std::span<const std::byte> key)
185 : : {
186 : 39018 : leveldb::Slice slKey(CharCast(key.data()), key.size());
187 : 39018 : m_impl_batch->batch.Delete(slKey);
188 : 39018 : }
189 : :
190 : 328661 : size_t CDBBatch::ApproximateSize() const
191 : : {
192 : 328661 : return m_impl_batch->batch.ApproximateSize();
193 : : }
194 : :
195 : : struct LevelDBContext {
196 : : //! custom environment this database is using (may be nullptr in case of default environment)
197 : : leveldb::Env* penv;
198 : :
199 : : //! database options used
200 : : leveldb::Options options;
201 : :
202 : : //! options used when reading from the database
203 : : leveldb::ReadOptions readoptions;
204 : :
205 : : //! options used when iterating over values of the database
206 : : leveldb::ReadOptions iteroptions;
207 : :
208 : : //! options used when writing to the database
209 : : leveldb::WriteOptions writeoptions;
210 : :
211 : : //! options used when sync writing to the database
212 : : leveldb::WriteOptions syncoptions;
213 : :
214 : : //! the database itself
215 : : leveldb::DB* pdb;
216 : : };
217 : :
218 : 2860 : CDBWrapper::CDBWrapper(const DBParams& params)
219 [ + - - + ]: 14300 : : m_db_context{std::make_unique<LevelDBContext>()}, m_name{fs::PathToString(params.path.stem())}
220 : : {
221 [ + - ]: 2860 : DBContext().penv = nullptr;
222 [ + - ]: 2860 : DBContext().readoptions.verify_checksums = true;
223 [ + - ]: 2860 : DBContext().iteroptions.verify_checksums = true;
224 [ + - ]: 2860 : DBContext().iteroptions.fill_cache = false;
225 [ + - ]: 2860 : DBContext().syncoptions.sync = true;
226 [ + - + - ]: 2860 : DBContext().options = GetOptions(params.cache_bytes);
227 [ + - ]: 2860 : DBContext().options.create_if_missing = true;
228 [ + + ]: 2860 : if (params.memory_only) {
229 [ + - + - : 330 : DBContext().penv = leveldb::NewMemEnv(leveldb::Env::Default());
+ - ]
230 [ + - + - ]: 330 : DBContext().options.env = DBContext().penv;
231 : : } else {
232 [ + + ]: 2530 : if (params.wipe_data) {
233 [ - + + - ]: 136 : LogInfo("Wiping LevelDB in %s", fs::PathToString(params.path));
234 [ + - - + : 136 : leveldb::Status result = leveldb::DestroyDB(fs::PathToString(params.path), DBContext().options);
+ - ]
235 [ + - ]: 68 : HandleError(result);
236 : 68 : }
237 [ + - ]: 2530 : TryCreateDirectories(params.path);
238 [ - + + - ]: 7590 : LogInfo("Opening LevelDB in %s", fs::PathToString(params.path));
239 : : }
240 : : // PathToString() return value is safe to pass to leveldb open function,
241 : : // because on POSIX leveldb passes the byte string directly to ::open(), and
242 : : // on Windows it converts from UTF-8 to UTF-16 before calling ::CreateFileW
243 : : // (see env_posix.cc and env_windows.cc).
244 [ + - - + : 5720 : leveldb::Status status = leveldb::DB::Open(DBContext().options, fs::PathToString(params.path), &DBContext().pdb);
+ - + - ]
245 [ + + ]: 2860 : HandleError(status);
246 [ + - ]: 2851 : LogInfo("Opened LevelDB successfully");
247 : :
248 [ - + ]: 2851 : if (params.options.force_compact) {
249 [ # # # # ]: 0 : LogInfo("Starting database compaction of %s", fs::PathToString(params.path));
250 [ # # # # ]: 0 : DBContext().pdb->CompactRange(nullptr, nullptr);
251 [ # # # # ]: 0 : LogInfo("Finished database compaction of %s", fs::PathToString(params.path));
252 : : }
253 : :
254 [ + + + + : 2851 : if (!Read(OBFUSCATION_KEY, m_obfuscation) && params.obfuscate && IsEmpty()) {
+ + + - +
+ ]
255 : : // Generate and write the new obfuscation key.
256 : 516 : const Obfuscation obfuscation{FastRandomContext{}.randbytes<Obfuscation::KEY_SIZE>()};
257 [ - + ]: 516 : assert(!m_obfuscation); // Make sure the key is written without obfuscation.
258 [ + - ]: 516 : Write(OBFUSCATION_KEY, obfuscation);
259 : 516 : m_obfuscation = obfuscation;
260 [ + - - + : 1548 : LogInfo("Wrote new obfuscation key for %s: %s", fs::PathToString(params.path), m_obfuscation.HexKey());
+ - ]
261 : : }
262 [ + - - + : 8550 : LogInfo("Using obfuscation key for %s: %s", fs::PathToString(params.path), m_obfuscation.HexKey());
+ - - + ]
263 : 2860 : }
264 : :
265 : 2850 : CDBWrapper::~CDBWrapper()
266 : : {
267 [ + - ]: 2850 : delete DBContext().pdb;
268 : 2850 : DBContext().pdb = nullptr;
269 [ + - ]: 2850 : delete DBContext().options.filter_policy;
270 : 2850 : DBContext().options.filter_policy = nullptr;
271 [ + - ]: 2850 : delete DBContext().options.info_log;
272 : 2850 : DBContext().options.info_log = nullptr;
273 [ + - ]: 2850 : delete DBContext().options.block_cache;
274 : 2850 : DBContext().options.block_cache = nullptr;
275 [ + + ]: 2850 : delete DBContext().penv;
276 : 2850 : DBContext().options.env = nullptr;
277 : 2850 : }
278 : :
279 : 42511 : void CDBWrapper::WriteBatch(CDBBatch& batch, bool fSync)
280 : : {
281 : 42511 : const bool log_memory = LogAcceptCategory(BCLog::LEVELDB, util::log::Level::Debug);
282 : 42511 : double mem_before = 0;
283 [ - + ]: 42511 : if (log_memory) {
284 : 0 : mem_before = DynamicMemoryUsage() / double(1_MiB);
285 : : }
286 [ + + ]: 42511 : leveldb::Status status = DBContext().pdb->Write(fSync ? DBContext().syncoptions : DBContext().writeoptions, &batch.m_impl_batch->batch);
287 [ + - ]: 42511 : HandleError(status);
288 [ - + ]: 42511 : if (log_memory) {
289 [ # # ]: 0 : double mem_after{DynamicMemoryUsage() / double(1_MiB)};
290 [ # # # # : 0 : LogDebug(BCLog::LEVELDB, "WriteBatch memory usage: db=%s, before=%.1fMiB, after=%.1fMiB\n",
# # ]
291 : : m_name, mem_before, mem_after);
292 : : }
293 : 42511 : }
294 : :
295 : 0 : size_t CDBWrapper::DynamicMemoryUsage() const
296 : : {
297 [ # # ]: 0 : std::string memory;
298 : 0 : std::optional<size_t> parsed;
299 [ # # # # : 0 : if (!DBContext().pdb->GetProperty("leveldb.approximate-memory-usage", &memory) || !(parsed = ToIntegral<size_t>(memory))) {
# # # # ]
300 [ # # # # : 0 : LogDebug(BCLog::LEVELDB, "Failed to get approximate-memory-usage property\n");
# # ]
301 : 0 : return 0;
302 : : }
303 : 0 : return parsed.value();
304 : 0 : }
305 : :
306 : 5707463 : std::optional<std::string> CDBWrapper::ReadImpl(std::span<const std::byte> key) const
307 : : {
308 [ + - ]: 5707463 : leveldb::Slice slKey(CharCast(key.data()), key.size());
309 [ + - ]: 5707463 : std::string strValue;
310 [ + - + - : 5707463 : leveldb::Status status = DBContext().pdb->Get(DBContext().readoptions, slKey, &strValue);
+ - ]
311 [ + + ]: 5707463 : if (!status.ok()) {
312 [ + + ]: 5622664 : if (status.IsNotFound())
313 : 5622663 : return std::nullopt;
314 [ + - + - ]: 1 : LogError("LevelDB read failure: %s", status.ToString());
315 [ - + ]: 1 : HandleError(status);
316 : : }
317 : 84799 : return strValue;
318 : 5707463 : }
319 : :
320 : 1306 : bool CDBWrapper::ExistsImpl(std::span<const std::byte> key) const
321 : : {
322 [ + - ]: 1306 : leveldb::Slice slKey(CharCast(key.data()), key.size());
323 : :
324 [ + - ]: 1306 : std::string strValue;
325 [ + - + - : 1306 : leveldb::Status status = DBContext().pdb->Get(DBContext().readoptions, slKey, &strValue);
+ - ]
326 [ + + ]: 1306 : if (!status.ok()) {
327 [ - + ]: 1293 : if (status.IsNotFound())
328 : : return false;
329 [ # # # # ]: 0 : LogError("LevelDB read failure: %s", status.ToString());
330 [ # # ]: 0 : HandleError(status);
331 : : }
332 : : return true;
333 : 1306 : }
334 : :
335 : 104 : size_t CDBWrapper::EstimateSizeImpl(std::span<const std::byte> key1, std::span<const std::byte> key2) const
336 : : {
337 : 104 : leveldb::Slice slKey1(CharCast(key1.data()), key1.size());
338 : 104 : leveldb::Slice slKey2(CharCast(key2.data()), key2.size());
339 : 104 : uint64_t size = 0;
340 : 104 : leveldb::Range range(slKey1, slKey2);
341 : 104 : DBContext().pdb->GetApproximateSizes(&range, 1, &size);
342 : 104 : return size;
343 : : }
344 : :
345 : 520 : bool CDBWrapper::IsEmpty()
346 : : {
347 [ + - ]: 520 : std::unique_ptr<CDBIterator> it(NewIterator());
348 [ + - ]: 520 : it->SeekToFirst();
349 [ + - ]: 1040 : return !(it->Valid());
350 : 520 : }
351 : :
352 : 5021 : struct CDBIterator::IteratorImpl {
353 : : const std::unique_ptr<leveldb::Iterator> iter;
354 : :
355 : 5021 : explicit IteratorImpl(leveldb::Iterator* _iter) : iter{_iter} {}
356 : : };
357 : :
358 : 5021 : CDBIterator::CDBIterator(const CDBWrapper& _parent, std::unique_ptr<IteratorImpl> _piter) : parent(_parent),
359 : 5021 : m_impl_iter(std::move(_piter)) {}
360 : :
361 : 5021 : CDBIterator* CDBWrapper::NewIterator()
362 : : {
363 [ + - + - : 5021 : return new CDBIterator{*this, std::make_unique<CDBIterator::IteratorImpl>(DBContext().pdb->NewIterator(DBContext().iteroptions))};
+ - + - +
- ]
364 : : }
365 : :
366 : 4503 : void CDBIterator::SeekImpl(std::span<const std::byte> key)
367 : : {
368 : 4503 : leveldb::Slice slKey(CharCast(key.data()), key.size());
369 : 4503 : m_impl_iter->iter->Seek(slKey);
370 : 4503 : }
371 : :
372 : 408788 : std::span<const std::byte> CDBIterator::GetKeyImpl() const
373 : : {
374 : : // The returned span borrows from the current iterator entry and is only
375 : : // valid until the iterator is advanced.
376 : 408788 : return MakeByteSpan(m_impl_iter->iter->key());
377 : : }
378 : :
379 : 407796 : std::span<const std::byte> CDBIterator::GetValueImpl() const
380 : : {
381 : 407796 : return MakeByteSpan(m_impl_iter->iter->value());
382 : : }
383 : :
384 : 5021 : CDBIterator::~CDBIterator() = default;
385 : 412657 : bool CDBIterator::Valid() const { return m_impl_iter->iter->Valid(); }
386 : 520 : void CDBIterator::SeekToFirst() { m_impl_iter->iter->SeekToFirst(); }
387 : 407480 : void CDBIterator::Next() { m_impl_iter->iter->Next(); }
388 : :
389 : : namespace dbwrapper_private {
390 : :
391 : 907865 : const Obfuscation& GetObfuscation(const CDBWrapper& w)
392 : : {
393 : 907865 : return w.m_obfuscation;
394 : : }
395 : :
396 : : } // namespace dbwrapper_private
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