]> arthur.barton.de Git - bup.git/blob - README.md
README.md: describe mmap problems with limited address spaces.
[bup.git] / README.md
1 bup: It backs things up
2 =======================
3
4 bup is a program that backs things up.  It's short for "backup." Can you
5 believe that nobody else has named an open source program "bup" after all
6 this time?  Me neither.
7
8 Despite its unassuming name, bup is pretty cool.  To give you an idea of
9 just how cool it is, I wrote you this poem:
10
11                              Bup is teh awesome
12                           What rhymes with awesome?
13                             I guess maybe possum
14                            But that's irrelevant.
15                         
16 Hmm.  Did that help?  Maybe prose is more useful after all.
17
18
19 Reasons bup is awesome
20 ----------------------
21
22 bup has a few advantages over other backup software:
23
24  - It uses a rolling checksum algorithm (similar to rsync) to split large
25    files into chunks.  The most useful result of this is you can backup huge
26    virtual machine (VM) disk images, databases, and XML files incrementally,
27    even though they're typically all in one huge file, and not use tons of
28    disk space for multiple versions.
29    
30  - It uses the packfile format from git (the open source version control
31    system), so you can access the stored data even if you don't like bup's
32    user interface.
33    
34  - Unlike git, it writes packfiles *directly* (instead of having a separate
35    garbage collection / repacking stage) so it's fast even with gratuitously
36    huge amounts of data.  bup's improved index formats also allow you to
37    track far more filenames than git (millions) and keep track of far more
38    objects (hundreds or thousands of gigabytes).
39    
40  - Data is "automagically" shared between incremental backups without having
41    to know which backup is based on which other one - even if the backups
42    are made from two different computers that don't even know about each
43    other.  You just tell bup to back stuff up, and it saves only the minimum
44    amount of data needed.
45    
46  - You can back up directly to a remote bup server, without needing tons of
47    temporary disk space on the computer being backed up.  And if your backup
48    is interrupted halfway through, the next run will pick up where you left
49    off.  And it's easy to set up a bup server: just install bup on any
50    machine where you have ssh access.
51    
52  - Bup can use "par2" redundancy to recover corrupted backups even if your
53    disk has undetected bad sectors.
54    
55  - Even when a backup is incremental, you don't have to worry about
56    restoring the full backup, then each of the incrementals in turn; an
57    incremental backup *acts* as if it's a full backup, it just takes less
58    disk space.
59    
60  - You can mount your bup repository as a FUSE filesystem and access the
61    content that way, and even export it over Samba.
62    
63  - It's written in python (with some C parts to make it faster) so it's easy
64    for you to extend and maintain.
65
66
67 Reasons you might want to avoid bup
68 -----------------------------------
69
70  - This is a very early version. Therefore it will most probably not work
71    for you, but we don't know why.  It is also missing some
72    probably-critical features.
73    
74  - It requires python >= 2.5, a C compiler, and an installed git version >=
75    1.5.3.1.
76  
77  - It currently only works on Linux, MacOS X >= 10.4,
78    NetBSD, Solaris, or Windows (with Cygwin).  Patches to support
79    other platforms are welcome.
80    
81    
82 Getting started
83 ===============
84
85
86 From source
87 -----------
88
89  - Check out the bup source code using git:
90  
91         git clone git://github.com/bup/bup
92
93  - Install the needed python libraries (including the development
94    libraries).
95
96    On Debian/Ubuntu this is usually sufficient (run as root):
97
98             apt-get install python2.6-dev python-fuse
99             apt-get install python-pyxattr python-pylibacl
100             apt-get install linux-libc-dev
101
102    Substitute python2.5-dev if you have an older system.  Alternately,
103    on newer Debian/Ubuntu versions, you can try this:
104     
105             apt-get build-dep bup
106
107    On CentOS (for CentOS 6, at least), this should be sufficient (run
108    as root):
109
110             yum groupinstall "Development Tools"
111             yum install python python-dev
112             yum install fuse-python pyxattr pylibacl
113             yum install perl-Time-HiRes
114
115    In addition to the default CentOS repositories, you may need to add
116    RPMForge (for fuse-python) and EPEL (for pyxattr and pylibacl).
117
118  - Build the python module and symlinks:
119
120         make
121         
122  - Run the tests:
123  
124         make test
125         
126     (The tests should pass.  If they don't pass for you, stop here and send
127     me an email.)
128
129  - You can install bup via "make install", and override the default
130    destination with DESTDIR and PREFIX.
131
132    Files are normally installed to "$DESTDIR/$PREFIX" where DESTDIR is
133    empty by default, and PREFIX is set to /usr.  So if you wanted to
134    install bup to /opt/bup, you might do something like this:
135
136         make install DESTDIR=/opt/bup PREFIX=''
137
138
139 From binary packages
140 --------------------
141
142 Binary packages of bup are known to be built for the following OSes:
143
144  - Debian:
145     http://packages.debian.org/search?searchon=names&keywords=bup
146  - Ubuntu:
147     http://packages.ubuntu.com/search?searchon=names&keywords=bup
148  - pkgsrc (NetBSD, Dragonfly, and others)
149     http://pkgsrc.se/sysutils/bup
150     http://cvsweb.netbsd.org/bsdweb.cgi/pkgsrc/sysutils/bup/
151
152
153 Using bup
154 ---------
155
156  - Try making a local backup as a tar file:
157  
158         tar -cvf - /etc | bup split -n local-etc -vv
159         
160  - Try restoring your backup tarball:
161  
162         bup join local-etc | tar -tf -
163         
164  - Look at how much disk space your backup took:
165  
166         du -s ~/.bup
167         
168  - Make another backup (which should be mostly identical to the last one;
169    notice that you don't have to *specify* that this backup is incremental,
170    it just saves space automatically):
171  
172         tar -cvf - /etc | bup split -n local-etc -vv
173         
174  - Look how little extra space your second backup used on top of the first:
175  
176         du -s ~/.bup
177         
178  - Restore your old backup again (the ~1 is git notation for "one older than
179    the most recent"):
180    
181         bup join local-etc~1 | tar -tf -
182  
183  - Get a list of your previous backups:
184  
185         GIT_DIR=~/.bup git log local-etc
186         
187  - Make a backup on a remote server (which must already have the 'bup' command
188    somewhere in the server's PATH (see /etc/profile, etc/environment,
189    ~/.profile, or ~/.bashrc), and be accessible via ssh.
190    Make sure to replace SERVERNAME with the actual hostname of your server):
191    
192         tar -cvf - /etc | bup split -r SERVERNAME: -n local-etc -vv
193  
194  - Try restoring the remote backup tarball:
195  
196         bup join -r SERVERNAME: local-etc | tar -tf -
197         
198  - Try using the new (slightly experimental) 'bup index' and 'bup save'
199    style backups, which bypass 'tar' but have some missing features (see
200    "Things that are stupid" below):
201         
202         bup index -uv /etc
203         bup save -n local-etc /etc
204         
205  - Do it again and see how fast an incremental backup can be:
206  
207         bup index -uv /etc
208         bup save -n local-etc /etc
209         
210     (You can also use the "-r SERVERNAME:" option to 'bup save', just like
211      with 'bup split' and 'bup join'.  The index itself is always local,
212      so you don't need -r there.)
213         
214 That's all there is to it!
215
216
217 Notes on FreeBSD
218 ----------------
219
220 - FreeBSD's default 'make' command doesn't like bup's Makefile. In order to
221   compile the code, run tests and install bup, you need to install GNU Make
222   from the port named 'gmake' and use its executable instead in the commands
223   seen above. (i.e. 'gmake test' runs bup's test suite)
224
225 - Python's development headers are automatically installed with the 'python'
226   port so there's no need to install them separately.
227
228 - To use the 'bup fuse' command, you need to install the fuse kernel module
229   from the 'fusefs-kmod' port in the 'sysutils' section and the libraries from
230   the port named 'py-fusefs' in the 'devel' section.
231
232 - The 'par2' command can be found in the port named 'par2cmdline'.
233
234 - In order to compile the documentation, you need pandoc which can be found in
235   the port named 'hs-pandoc' in the 'textproc' section.
236
237
238 Notes on NetBSD/pkgsrc
239 ----------------------
240
241  - See pkgsrc/sysutils/bup, which should be the most recent stable
242    release and includes man pages.  It also has a reasonable set of
243    dependencies (git, par2, py-fuse-bindings).
244
245  - The "fuse-python" package referred to is hard to locate, and is a
246    separate tarball for the python language binding distributed by the
247    fuse project on sourceforge.  It is available as
248    pkgsrc/filesystems/py-fuse-bindings and on NetBSD 5, "bup fuse"
249    works with it.
250
251  - "bup fuse" presents every directory/file as inode 0.  The directory
252    traversal code ("fts") in NetBSD's libc will interpret this as a
253    cycle and error out, so "ls -R" and "find" will not work.
254
255  - It is not clear if extended attribute and POSIX acl support does
256    anything useful.
257
258
259 How it works
260 ============
261
262 Basic storage:
263
264 bup stores its data in a git-formatted repository.  Unfortunately, git
265 itself doesn't actually behave very well for bup's use case (huge numbers of
266 files, files with huge sizes, retaining file permissions/ownership are
267 important), so we mostly don't use git's *code* except for a few helper
268 programs.  For example, bup has its own git packfile writer written in
269 python.
270
271 Basically, 'bup split' reads the data on stdin (or from files specified on
272 the command line), breaks it into chunks using a rolling checksum (similar to
273 rsync), and saves those chunks into a new git packfile.  There is one git
274 packfile per backup.
275
276 When deciding whether to write a particular chunk into the new packfile, bup
277 first checks all the other packfiles that exist to see if they already have that
278 chunk.  If they do, the chunk is skipped.
279
280 git packs come in two parts: the pack itself (*.pack) and the index (*.idx).
281 The index is pretty small, and contains a list of all the objects in the
282 pack.  Thus, when generating a remote backup, we don't have to have a copy
283 of the packfiles from the remote server: the local end just downloads a copy
284 of the server's *index* files, and compares objects against those when
285 generating the new pack, which it sends directly to the server.
286
287 The "-n" option to 'bup split' and 'bup save' is the name of the backup you
288 want to create, but it's actually implemented as a git branch.  So you can
289 do cute things like checkout a particular branch using git, and receive a
290 bunch of chunk files corresponding to the file you split.
291
292 If you use '-b' or '-t' or '-c' instead of '-n', bup split will output a
293 list of blobs, a tree containing that list of blobs, or a commit containing
294 that tree, respectively, to stdout.  You can use this to construct your own
295 scripts that do something with those values.
296
297 The bup index:
298
299 'bup index' walks through your filesystem and updates a file (whose name is,
300 by default, ~/.bup/bupindex) to contain the name, attributes, and an
301 optional git SHA1 (blob id) of each file and directory.
302
303 'bup save' basically just runs the equivalent of 'bup split' a whole bunch
304 of times, once per file in the index, and assembles a git tree
305 that contains all the resulting objects.  Among other things, that makes
306 'git diff' much more useful (compared to splitting a tarball, which is
307 essentially a big binary blob).  However, since bup splits large files into
308 smaller chunks, the resulting tree structure doesn't *exactly* correspond to
309 what git itself would have stored.  Also, the tree format used by 'bup save'
310 will probably change in the future to support storing file ownership, more
311 complex file permissions, and so on.
312
313 If a file has previously been written by 'bup save', then its git blob/tree
314 id is stored in the index.  This lets 'bup save' avoid reading that file to
315 produce future incremental backups, which means it can go *very* fast unless
316 a lot of files have changed.
317
318  
319 Things that are stupid for now but which we'll fix later
320 --------------------------------------------------------
321
322 Help with any of these problems, or others, is very welcome.  Join the
323 mailing list (see below) if you'd like to help.
324
325  - 'bup save' and 'bup restore' have immature metadata support.
326  
327     On the plus side, they actually do have support now, but it's new,
328     and not remotely as well tested as tar/rsync/whatever's.  If you'd
329     like to help test, please do (see t/compare-trees for one
330     comparison method).
331
332     In addition, at the moment, if any strip or graft-style options
333     are specified to 'bup save', then no metadata will be written for
334     the root directory.  That's obviously less than ideal.
335
336  - bup is overly optimistic about mmap.  Right now bup just assumes
337    that it can mmap as large a block as it likes, and that mmap will
338    never fail.  Yeah, right... If nothing else, this has failed on
339    32-bit architectures (and 31-bit is even worse -- looking at you,
340    s390).
341
342    To fix this, we might just implement a FakeMmap[1] class that uses
343    normal file IO and handles all of the mmap methods[2] that bup
344    actually calls.  Then we'd swap in one of those whenever mmap
345    fails.
346
347    This would also require implementing some of the methods needed to
348    support "[]" array access, probably at a minimum __getitem__,
349    __setitem__, and __setslice__ [3].
350
351      [1] http://comments.gmane.org/gmane.comp.sysutils.backup.bup/613
352      [2] http://docs.python.org/2/library/mmap.html
353      [3] http://docs.python.org/2/reference/datamodel.html#emulating-container-types
354
355  - 'bup index' is slower than it should be.
356  
357     It's still rather fast: it can iterate through all the filenames on my
358     600,000 file filesystem in a few seconds.  But it still needs to rewrite
359     the entire index file just to add a single filename, which is pretty
360     nasty; it should just leave the new files in a second "extra index" file
361     or something.
362    
363  - bup could use inotify for *really* efficient incremental backups.
364
365     You could even have your system doing "continuous" backups: whenever a
366     file changes, we immediately send an image of it to the server.  We could
367     give the continuous-backup process a really low CPU and I/O priority so
368     you wouldn't even know it was running.
369
370  - bup currently has no features that prune away *old* backups.
371  
372     Because of the way the packfile system works, backups become "entangled"
373     in weird ways and it's not actually possible to delete one pack
374     (corresponding approximately to one backup) without risking screwing up
375     other backups.
376    
377     git itself has lots of ways of optimizing this sort of thing, but its
378     methods aren't really applicable here; bup packfiles are just too huge.
379     We'll have to do it in a totally different way.  There are lots of
380     options.  For now: make sure you've got lots of disk space :)
381
382  - bup has never been tested on anything but Linux, MacOS, and Windows+Cygwin.
383  
384     There's nothing that makes it *inherently* non-portable, though, so
385     that's mostly a matter of someone putting in some effort.  (For a
386     "native" Windows port, the most annoying thing is the absence of ssh in
387     a default Windows installation.)
388     
389  - bup needs better documentation.
390  
391     According to a recent article about git in Linux Weekly News
392     (https://lwn.net/Articles/380983/), "it's a bit short on examples and
393     a user guide would be nice."  Documentation is the sort of thing that
394     will never be great unless someone from outside contributes it (since
395     the developers can never remember which parts are hard to understand).
396     
397  - bup is "relatively speedy" and has "pretty good" compression.
398  
399     ...according to the same LWN article.  Clearly neither of those is good
400     enough.  We should have awe-inspiring speed and crazy-good compression. 
401     Must work on that.  Writing more parts in C might help with the speed.
402    
403  - bup has no GUI.
404  
405     Actually, that's not stupid, but you might consider it a limitation. 
406     There are a bunch of Linux GUI backup programs; someday I expect someone
407     will adapt one of them to use bup.
408     
409     
410 More Documentation
411 ------------------
412
413 bup has an extensive set of man pages.  Try using 'bup help' to get
414 started, or use 'bup help SUBCOMMAND' for any bup subcommand (like split,
415 join, index, save, etc.) to get details on that command.
416
417 For further technical details, please see ./DESIGN.
418
419
420 How you can help
421 ================
422
423 bup is a work in progress and there are many ways it can still be improved.
424 If you'd like to contribute patches, ideas, or bug reports, please join the
425 bup mailing list.
426
427 You can find the mailing list archives here:
428
429         http://groups.google.com/group/bup-list
430         
431 and you can subscribe by sending a message to:
432
433         bup-list+subscribe@googlegroups.com
434
435 Please see <a href="HACKING">./HACKING</a> for
436 additional information, i.e. how to submit patches (hint - no pull
437 requests), how we handle branches, etc.
438
439
440 Have fun,
441
442 Avery