vbig.cc

   1 /*
   2  * This file is part of vbig.
   3  * Copyright (C) 2011 Richard Kettlewell
   4  *
   5  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   6  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
   7  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
   8  * (at your option) any later version.
   9  *
  10  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  11  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  12  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  13  * GNU General Public License for more details.
  14  *
  15  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  16  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
  17  */
  18 #include <config.h>
  19 #include <cstdio>
  20 #include <cstring>
  21 #include <cstdlib>
  22 #include <cerrno>
  23 #include <cstdarg>
  24 #include <getopt.h>
  25 #include <unistd.h>
  26 #include <fcntl.h>
  27 #include <limits.h>
  28 #include <assert.h>
  29 #include <sys/stat.h>
  30 #include "Arcfour.h"
  31
  32 // Command line options
  33 const struct option opts[] = {
  34   { "seed", required_argument, 0, 's' },
  35   { "both", no_argument, 0, 'b' },
  36   { "verify", no_argument, 0, 'v' },
  37   { "create", no_argument, 0, 'c' },
  38   { "flush", no_argument, 0, 'f' },
  39   { "entire", no_argument, 0, 'e' },
  40   { "help", no_argument, 0, 'h' },
  41   { "version", no_argument, 0, 'V' },
  42   { 0, 0, 0, 0 },
  43 };
  44
  45 // Display help message
  46 static void help(void) {
  47   printf("vbig - create or verify a large but pseudo-random file\n"
  48          "\n"
  49          "Usage:\n"
  50          "  vbig [--seed SEED] --verify|--create PATH [SIZE]\n"
  51          "\n"
  52          "Options:\n"
  53          "  --seed, -s     Specify random seed\n"
  54          "  --verify, -v   Verify that PATH contains the expected contents\n"
  55          "  --create, -c   Create PATH with psuedo-random contents\n"
  56          "  --flush, -f    Flush cache\n"
  57          "  --entire, -e   Write until full; read until EOF\n"
  58          "  --help, -h     Display usage message\n"
  59          "  --version, -V  Display version string\n");
  60 }
  61
  62 // Possible modes of operation
  63 enum mode_type {
  64   VERIFY,
  65   CREATE,
  66   BOTH
  67 };
  68
  69 // Report an error and exit
  70 static void fatal(int errno_value, const char *fmt, ...) {
  71   va_list ap;
  72   fprintf(stderr, "ERROR: ");
  73   va_start(ap, fmt);
  74   vfprintf(stderr, fmt, ap);
  75   va_end(ap);
  76   if(errno_value)
  77     fprintf(stderr, ": %s", strerror(errno_value));
  78   fputc('\n', stderr);
  79   exit(1);
  80 }
  81
  82 // Evict whatever FP points to from RAM
  83 static void flushCache(FILE *fp) {
  84   // drop_caches only evicts clean pages, so first the target file is
  85   // synced.
  86   if(fsync(fileno(fp)) < 0)
  87     fatal(errno, "fsync");
  88 #if defined DROP_CACHE_FILE
  89   int fd;
  90   if((fd = open(DROP_CACHE_FILE, O_WRONLY, 0)) < 0)
  91     fatal(errno, "%s", DROP_CACHE_FILE);
  92   if(write(fd, "3\n", 2) < 0)
  93     fatal(errno, "%s", DROP_CACHE_FILE);
  94   close(fd);
  95 #elif defined PURGE_COMMAND
  96   int rc;
  97   if((rc = system(PURGE_COMMAND)) < 0)
  98     fatal(errno, "executing %s", PURGE_COMMAND);
  99   else if(rc) {
 100     if(WIFSIGNALED(rc)) {
 101       fprintf(stderr, "%s%s\n",
 102               strsignal(WTERMSIG(rc)),
 103               WCOREDUMP(rc) ? " (core dumped)" : "");
 104       exit(WTERMSIG(rc) + 128);
 105     } else
 106       exit(WEXITSTATUS(rc));
 107   }
 108 #endif
 109 }
 110
 111 static long long execute(mode_type mode, bool entire, const char *show);
 112
 113 static const char *seed = "hexapodia as the key insight";
 114 static const char *path;
 115 static bool entireopt = false;
 116 static bool flush = false;
 117 static long long size;
 118
 119 int main(int argc, char **argv) {
 120   mode_type mode = BOTH;
 121   int n;
 122   while((n = getopt_long(argc, argv, "+s:vcefhV", opts, 0)) >= 0) {
 123     switch(n) {
 124     case 's': seed = optarg; break;
 125     case 'b': mode = BOTH; break;
 126     case 'v': mode = VERIFY; break;
 127     case 'c': mode = CREATE; break;
 128     case 'e': entireopt = true; break;
 129     case 'f': flush = true; break;
 130     case 'h': help(); exit(0);
 131     case 'V': puts(VERSION); exit(0);
 132     default:
 133       fatal(0, "unknown option");
 134     }
 135   }
 136   argc -= optind;
 137   argv += optind;
 138   if(argc > 2)
 139     fatal(0, "excess arguments");
 140   if(argc == 1 && mode == BOTH)
 141     entireopt = true;
 142   if(entireopt) {
 143     if(argc != 1)
 144       fatal(0, "with --entire, size should not be specified");
 145   } else {
 146     if(argc < (mode == VERIFY ? 1 : 2))
 147       fatal(0, "insufficient arguments");
 148   }
 149   path = argv[0];
 150   if(argc > 1) {
 151     errno = 0;
 152     char *end;
 153     size = strtoll(argv[1], &end, 10);
 154     if(errno)
 155       fatal(errno, "invalid size");
 156     if(end == argv[1])
 157       fatal(0, "invalid size");
 158     if(!strcmp(end, "K"))
 159       size *= 1024;
 160     else if(!strcmp(end, "M"))
 161       size *= 1024 * 1024;
 162     else if(!strcmp(end, "G"))
 163       size *= 1024 * 1024 * 1024;
 164     else if(*end)
 165       fatal(0, "invalid size");
 166   } else if(entireopt) {
 167     size = LONG_LONG_MAX;
 168   } else {
 169     struct stat sb;
 170     if(stat(path, &sb) < 0)
 171       fatal(errno, "stat %s", path);
 172     size = sb.st_size;
 173   }
 174   const char *show = entireopt ? (mode == CREATE ? "written" : "verified") : 0;
 175   if(mode == BOTH) {
 176     size = execute(CREATE, entireopt, 0);
 177     execute(VERIFY, false, show);
 178   } else {
 179     execute(mode, entireopt, show);
 180   }
 181   return 0;
 182 }
 183
 184 static long long execute(mode_type mode, bool entire, const char *show) {
 185   Arcfour rng(seed, strlen(seed));
 186   FILE *fp = fopen(path, mode == VERIFY ? "rb" : "wb");
 187   if(!fp)
 188     fatal(errno, "%s", path);
 189   if(mode == VERIFY && flush)
 190     flushCache(fp);
 191   if(mode == CREATE && entire)
 192     setvbuf(fp, 0, _IONBF, 0);
 193   char generated[4096], input[4096];
 194   long long remain = size;
 195   static const size_t rc4drop = 3072; // en.wikipedia.org/wiki/RC4#Security
 196   assert(rc4drop <= sizeof(generated));
 197   rng.stream(generated, rc4drop);
 198   while(remain > 0) {
 199     size_t bytesGenerated = (remain > (ssize_t)sizeof generated
 200                              ? sizeof generated
 201                              : remain);
 202     rng.stream(generated, bytesGenerated);
 203     if(mode == CREATE) {
 204       size_t bytesWritten = fwrite(generated, 1, bytesGenerated, fp);
 205       if(ferror(fp)) {
 206         if(!entire || errno != ENOSPC)
 207           fatal(errno, "%s", path);
 208         remain -= bytesWritten;
 209         break;
 210       }
 211       assert(bytesWritten == bytesGenerated);
 212     } else {
 213       size_t bytesRead = fread(input, 1, bytesGenerated, fp);
 214       if(ferror(fp))
 215         fatal(errno, "%s", path);
 216       if(memcmp(generated, input, bytesRead)) {
 217         for(size_t n = 0; n < bytesRead; ++n)
 218           if(generated[n] != input[n])
 219             fatal(0, "%s corrupted at %lld/%lld bytes (expected %d got %d)",
 220                     path, size - remain + n, size,
 221                     (unsigned char)generated[n], (unsigned char)input[n]);
 222       }
 223       if(bytesRead < bytesGenerated) {
 224         if(entire) {
 225           assert(feof(fp));
 226           remain -= bytesRead;
 227           break;
 228         }
 229         fatal(0, "%s: truncated at %lld/%lld bytes",
 230                 path, (size - remain + bytesRead), size);
 231       }
 232     }
 233     remain -= bytesGenerated;
 234   }
 235   if(mode == VERIFY && !entire && getc(fp) != EOF)
 236     fatal(0, "%s: extended beyond %lld bytes",
 237             path, size);
 238   if(mode == CREATE && flush) {
 239     if(fflush(fp) < 0)
 240       fatal(errno, "%s", path);
 241     flushCache(fp);
 242   }
 243   if(fclose(fp) < 0)
 244     fatal(errno, "%s", path);
 245   long long done = size - remain;
 246   if(show) {
 247     printf("%lld bytes (%lldM, %lldG) %s\n",
 248            done, done >> 20, done >> 30,
 249            show);
 250     if(ferror(stdout) || fflush(stdout))
 251       fatal(errno, "flush stdout");
 252   }
 253   return done;
 254 }