puncture_fs/puncture_fs.c

   1 /*
   2  * Copyright (C) 2014 The Android Open Source Project
   3  *
   4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
   5  * you may not use this file except in compliance with the License.
   6  * You may obtain a copy of the License at
   7  *
   8  *      http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
   9  *
  10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
  11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
  12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
  13  * See the License for the specific language governing permissions and
  14  * limitations under the License.
  15  */
  16
  17 #include <assert.h>
  18 #include <errno.h>
  19 #include <fcntl.h>
  20 #include <getopt.h>
  21 #include <stdio.h>
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include <string.h>
  24 #include <unistd.h>
  25
  26 #include <logwrap/logwrap.h>
  27 #include <sys/stat.h>
  28 #include <sys/statvfs.h>
  29 #include <utils/Log.h>
  30
  31 #define ARRAY_SIZE(a) (sizeof(a) / sizeof((a)[0]))
  32
  33 #define MAX_IO_WRITE_CHUNK_SIZE 0x100000
  34
  35 #ifndef min
  36 #define min(a,b) ((a) < (b) ? (a) : (b))
  37 #endif
  38
  39 typedef unsigned long u64;
  40
  41 static void usage(const char * const progname) {
  42     fprintf(stderr,
  43             "Usage: %s [-s <seed>] -h <hole size in bytes> -t <total hole size in bytes> "
  44             "path\n",
  45             progname);
  46 }
  47
  48 static u64 get_free_space(const char * const path) {
  49     struct statvfs s;
  50
  51     if (statvfs(path, &s) < 0) {
  52         fprintf(stderr, "\nerrno: %d. Failed to get free disk space on %s\n",
  53                 errno, path);
  54         return 0;
  55     } else {
  56         return (u64)s.f_bsize * (u64)s.f_bfree;
  57     }
  58 }
  59
  60 static u64 get_random_num(const u64 start, const u64 end) {
  61     if (end - start <= 0)
  62         return start;
  63     assert(RAND_MAX >= 0x7FFFFFFF);
  64     if ((end - start) > 0x7FFFFFFF)
  65         return start + (((u64)random() << 31) | (u64)random()) % (end - start);
  66     return start + (random() % (end - start));
  67 }
  68
  69 static char get_random_char() {
  70     return 'A' + random() % ('Z' - 'A');
  71 }
  72
  73 static bool create_unique_file(const char * const dir_path, const u64 size,
  74                                const u64 id, char * const base,
  75                                const u64 base_length) {
  76     u64 length = 0;
  77     int fd;
  78     char file_path[FILENAME_MAX];
  79     bool ret = true;
  80
  81     base[random() % min(base_length, size)] = get_random_char();
  82
  83     sprintf(file_path, "%s/file_%lu", dir_path, id);
  84     fd = open(file_path, O_WRONLY | O_CREAT | O_SYNC, 0777);
  85     if (fd < 0) {
  86         // We suppress ENOSPC erros as that is common as we approach the
  87         // last few MBs of the fs as we don't account for the size of the newly
  88         // added meta data after the initial free space computation.
  89         if (errno != 28) {
  90             fprintf(stderr, "\nerrno: %d. Failed to create %s\n", errno, file_path);
  91         }
  92         return false;
  93     }
  94     while (length + base_length < size) {
  95         if (write(fd, base, base_length) < 0) {
  96             if (errno != 28) {
  97                 fprintf(stderr, "\nerrno: %d. Failed to write %lu bytes to %s\n",
  98                         errno, base_length, file_path);
  99             }
 100             ret = false;
 101             goto done;
 102         }
 103         length += base_length;
 104     }
 105     if (write(fd, base, size - length) < 0) {
 106         if (errno != 28) {
 107             fprintf(stderr, "\nerrno: %d. Failed to write last %lu bytes to %s\n",
 108                     errno, size - length, file_path);
 109         }
 110         ret = false;
 111         goto done;
 112     }
 113 done:
 114     if (close(fd) < 0) {
 115         fprintf(stderr, "\nFailed to close %s\n", file_path);
 116         ret = false;
 117     }
 118     return ret;
 119 }
 120
 121 static bool create_unique_dir(char *dir, const char * const root_path) {
 122     char random_string[15];
 123     int i;
 124
 125     for (i = 0; i < 14; ++i) {
 126         random_string[i] = get_random_char();
 127     }
 128     random_string[14] = '\0';
 129
 130     sprintf(dir, "%s/%s", root_path, random_string);
 131
 132     if (mkdir(dir, 0777) < 0) {
 133         fprintf(stderr, "\nerrno: %d. Failed to create %s\n", errno, dir);
 134         return false;
 135     }
 136     return true;
 137 }
 138
 139 static bool puncture_fs (const char * const path, const u64 total_size,
 140                          const u64 hole_size, const u64 total_hole_size) {
 141     u64 increments = (hole_size * total_size) / total_hole_size;
 142     u64 hole_max;
 143     u64 starting_max = 0;
 144     u64 ending_max = increments;
 145     char stay_dir[FILENAME_MAX], delete_dir[FILENAME_MAX];
 146     char *rm_bin_argv[] = { "/system/bin/rm", "-rf", ""};
 147     u64 file_id = 1;
 148     char *base_file_data;
 149     u64 i = 0;
 150
 151     if (!create_unique_dir(stay_dir, path) ||
 152         !create_unique_dir(delete_dir, path)) {
 153         return false;
 154     }
 155
 156     base_file_data = (char*) malloc(MAX_IO_WRITE_CHUNK_SIZE);
 157     for (i = 0; i < MAX_IO_WRITE_CHUNK_SIZE; ++i) {
 158         base_file_data[i] = get_random_char();
 159     }
 160     fprintf(stderr, "\n");
 161     while (ending_max <= total_size) {
 162         fprintf(stderr, "\rSTAGE 1/2: %d%% Complete",
 163                 (int) (100.0 * starting_max / total_size));
 164         hole_max = get_random_num(starting_max, ending_max);
 165
 166         create_unique_file(stay_dir,
 167                            hole_max - starting_max,
 168                            file_id++,
 169                            base_file_data,
 170                            MAX_IO_WRITE_CHUNK_SIZE);
 171         create_unique_file(delete_dir,
 172                            hole_size,
 173                            file_id++,
 174                            base_file_data,
 175                            MAX_IO_WRITE_CHUNK_SIZE);
 176
 177         starting_max = hole_max + hole_size;
 178         ending_max += increments;
 179     }
 180     create_unique_file(stay_dir,
 181                        (ending_max - increments - starting_max),
 182                        file_id++,
 183                        base_file_data,
 184                        MAX_IO_WRITE_CHUNK_SIZE);
 185     fprintf(stderr, "\rSTAGE 1/2: 100%% Complete\n");
 186     fprintf(stderr, "\rSTAGE 2/2: 0%% Complete");
 187     free(base_file_data);
 188     rm_bin_argv[2] = delete_dir;
 189     if (android_fork_execvp_ext(ARRAY_SIZE(rm_bin_argv), rm_bin_argv,
 190                                 NULL, 1, LOG_KLOG, 0, NULL) < 0) {
 191         fprintf(stderr, "\nFailed to delete %s\n", rm_bin_argv[2]);
 192         return false;
 193     }
 194     fprintf(stderr, "\rSTAGE 2/2: 100%% Complete\n");
 195     return true;
 196 }
 197
 198 int main (const int argc, char ** const argv) {
 199     int opt;
 200     int mandatory_opt;
 201     char *path = NULL;
 202     int seed = time(NULL);
 203
 204     u64 total_size = 0;
 205     u64 hole_size = 0;
 206     u64 total_hole_size = 0;
 207
 208     mandatory_opt = 2;
 209     while ((opt = getopt(argc, argv, "s:h:t:")) != -1) {
 210         switch(opt) {
 211             case 's':
 212                 seed = atoi(optarg);
 213                 break;
 214             case 'h':
 215                 hole_size = atoll(optarg);
 216                 mandatory_opt--;
 217                 break;
 218             case 't':
 219                 total_hole_size = atoll(optarg);
 220                 mandatory_opt--;
 221                 break;
 222             default:
 223                 usage(argv[0]);
 224                 exit(EXIT_FAILURE);
 225         }
 226     }
 227     if (mandatory_opt) {
 228         usage(argv[0]);
 229         exit(EXIT_FAILURE);
 230     }
 231     if (optind >= argc) {
 232         fprintf(stderr, "\nExpected path name after options.\n");
 233         usage(argv[0]);
 234         exit(EXIT_FAILURE);
 235     }
 236     path = argv[optind++];
 237
 238     if (optind < argc) {
 239         fprintf(stderr, "\nUnexpected argument: %s\n", argv[optind]);
 240         usage(argv[0]);
 241         exit(EXIT_FAILURE);
 242     }
 243
 244     srandom(seed);
 245     fprintf(stderr, "\nRandom seed is: %d\n", seed);
 246
 247     total_size = get_free_space(path);
 248     if (!total_size) {
 249         exit(EXIT_FAILURE);
 250     }
 251     if (total_size < total_hole_size || total_hole_size < hole_size) {
 252         fprintf(stderr, "\nInvalid sizes: total available size should be "
 253                         "larger than total hole size which is larger than "
 254                         "hole size\n");
 255         exit(EXIT_FAILURE);
 256     }
 257
 258     if (!puncture_fs(path, total_size, hole_size, total_hole_size)) {
 259         exit(EXIT_FAILURE);
 260     }
 261     return 0;
 262 }