Robust/src/Runtime/DSTM/interface/dstmserver.c

   1 /* Coordinator => Machine that initiates the transaction request call for commiting a transaction
   2  * Participant => Machines that host the objects involved in a transaction commit */
   3
   4 #include <stdio.h>
   5 #include <stdlib.h>
   6 #include <string.h>
   7 #include <pthread.h>
   8 #include <netdb.h>
   9 #include <fcntl.h>
  10 #include "dstm.h"
  11 #include "mlookup.h"
  12 #include "llookup.h"
  13
  14 #define LISTEN_PORT 2156
  15 #define BACKLOG 10 //max pending connections
  16 #define RECEIVE_BUFFER_SIZE 2048
  17
  18 extern int classsize[];
  19
  20 objstr_t *mainobjstore;
  21
  22 int dstmInit(void)
  23 {
  24         /* Initialize main object store */
  25         mainobjstore = objstrCreate(DEFAULT_OBJ_STORE_SIZE);
  26         /* Create machine lookup table and location lookup table */
  27         if (mhashCreate(HASH_SIZE, LOADFACTOR))
  28                 return 1; //failure
  29
  30         if (lhashCreate(HASH_SIZE, LOADFACTOR))
  31                 return 1; //failure
  32
  33         return 0;
  34 }
  35
  36 void *dstmListen()
  37 {
  38         int listenfd, acceptfd;
  39         struct sockaddr_in my_addr;
  40         struct sockaddr_in client_addr;
  41         socklen_t addrlength = sizeof(struct sockaddr);
  42         pthread_t thread_dstm_accept;
  43         int i;
  44         int setsockflag=1;
  45
  46         listenfd = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0);
  47         if (listenfd == -1)
  48         {
  49                 perror("socket");
  50                 exit(1);
  51         }
  52
  53         if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &setsockflag, sizeof (setsockflag)) < 0) {
  54           perror("socket");
  55           exit(1);
  56         }
  57 #ifdef MAC
  58         if (setsockopt(listenfd, SOL_SOCKET, SO_NOSIGPIPE, &setsockflag, sizeof (setsockflag)) < 0) {
  59           perror("socket");
  60           exit(1);
  61         }
  62 #endif
  63
  64         my_addr.sin_family = AF_INET;
  65         my_addr.sin_port = htons(LISTEN_PORT);
  66         my_addr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY;
  67         memset(&(my_addr.sin_zero), '\0', 8);
  68
  69         if (bind(listenfd, (struct sockaddr *)&my_addr, addrlength) == -1)
  70         {
  71                 perror("bind");
  72                 exit(1);
  73         }
  74
  75         if (listen(listenfd, BACKLOG) == -1)
  76         {
  77                 perror("listen");
  78                 exit(1);
  79         }
  80
  81         printf("Listening on port %d, fd = %d\n", LISTEN_PORT, listenfd);
  82         while(1)
  83         {
  84                 acceptfd = accept(listenfd, (struct sockaddr *)&client_addr, &addrlength);
  85                 pthread_create(&thread_dstm_accept, NULL, dstmAccept, (void *)acceptfd);
  86         }
  87         pthread_exit(NULL);
  88 }
  89 /* This function accepts a new connection request, decodes the control message in the connection
  90  * and accordingly calls other functions to process new requests */
  91 void *dstmAccept(void *acceptfd)
  92 {
  93         int numbytes,i, val, retval;
  94         unsigned int oid;
  95         char buffer[RECEIVE_BUFFER_SIZE], control,ctrl;
  96         char *ptr;
  97         void *srcObj;
  98         objheader_t *h;
  99         trans_commit_data_t transinfo;
 100
 101         int fd_flags = fcntl((int)acceptfd, F_GETFD), size;
 102
 103         printf("Recieved connection: fd = %d\n", (int)acceptfd);
 104         /* Receive control messages from other machines */
 105         if((retval = recv((int)acceptfd, &control, sizeof(char), 0)) <= 0) {
 106                 if (retval == 0) {
 107                         return; // Testing connection
 108                 }
 109                 perror("Error in receiving control from coordinator\n");
 110                 return;
 111         }
 112
 113         switch(control) {
 114                 case READ_REQUEST:
 115                         /* Read oid requested and search if available */
 116                         if((retval = recv((int)acceptfd, &oid, sizeof(unsigned int), 0)) <= 0) {
 117                                 perror("Error receiving object from cooridnator\n");
 118                                 return NULL;
 119                         }
 120                         srcObj = mhashSearch(oid);
 121                         h = (objheader_t *) srcObj;
 122                         size = sizeof(objheader_t) + sizeof(classsize[h->type]);
 123                         if (h == NULL) {
 124                                 ctrl = OBJECT_NOT_FOUND;
 125                                 if(send((int)acceptfd, &ctrl, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL) < sizeof(char)) {
 126                                         perror("Error sending control msg to coordinator\n");
 127                                         return NULL;
 128                                 }
 129                         } else {
 130                                 /* Type */
 131                           char msg[]={OBJECT_FOUND, 0, 0, 0, 0};
 132                           *((int *)&msg[1])=size;
 133                           if(send((int)acceptfd, &msg, sizeof(msg), MSG_NOSIGNAL) < sizeof(msg)) {
 134                                   perror("Error sending size of object to coordinator\n");
 135                                   return NULL;
 136                           }
 137                           if(send((int)acceptfd, h, size, MSG_NOSIGNAL) < size) {
 138                                   perror("Error in sending object\n");
 139                                   return NULL;
 140                           }
 141                         }
 142                         break;
 143
 144                 case READ_MULT_REQUEST:
 145                         printf("DEBUG-> READ_MULT_REQUEST\n");
 146                         break;
 147
 148                 case MOVE_REQUEST:
 149                         printf("DEBUG -> MOVE_REQUEST\n");
 150                         break;
 151
 152                 case MOVE_MULT_REQUEST:
 153                         printf("DEBUG -> MOVE_MULT_REQUEST\n");
 154                         break;
 155
 156                 case TRANS_REQUEST:
 157                         /* Read transaction request */
 158                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_REQUEST\n");
 159                         if((val = readClientReq(&transinfo, (int)acceptfd)) != 0) {
 160                                 printf("Error in readClientReq\n");
 161                                 return;
 162                         }
 163                         break;
 164
 165                 default:
 166                         printf("DEBUG -> dstmAccept: Error Unknown opcode %d\n", control);
 167         }
 168
 169         /* Close connection */
 170         if (close((int)acceptfd) == -1)
 171                 perror("close");
 172         else
 173                 printf("Closed connection: fd = %d\n", (int)acceptfd);
 174
 175         pthread_exit(NULL);
 176 }
 177
 178 /* This function reads the information available in a transaction request
 179  * and makes a function call to process the request */
 180 int readClientReq(trans_commit_data_t *transinfo, int acceptfd) {
 181         char *ptr;
 182         void *modptr;
 183         fixed_data_t fixed;
 184         int sum = 0, i, N, n, val;
 185
 186         /* Read fixed_data_t data structure */
 187         N = sizeof(fixed) - 1;
 188         ptr = (char *)&fixed;;
 189         fixed.control = TRANS_REQUEST;
 190         do {
 191                 n = recv((int)acceptfd, (void *) ptr+1+sum, N-sum, 0);
 192                 sum += n;
 193         } while(sum < N && n != 0);
 194
 195         /* Read list of mids */
 196         int mcount = fixed.mcount;
 197         N = mcount * sizeof(unsigned int);
 198         unsigned int listmid[mcount];
 199         ptr = (char *) listmid;
 200         sum = 0;
 201         do {
 202                 n = recv((int)acceptfd, (void *) ptr+sum, N-sum, 0);
 203                 sum += n;
 204         } while(sum < N && n != 0);
 205
 206         /* Read oid and version tuples for those objects that are not modified in the transaction */
 207         int numread = fixed.numread;
 208         N = numread * (sizeof(unsigned int) + sizeof(short));
 209         char objread[N];
 210         if(numread != 0) { //If pile contains more than one object to be read,
 211                           // keep reading all objects
 212                 sum = 0;
 213                 do {
 214                         n = recv((int)acceptfd, (void *) objread, N, 0);
 215                         sum += n;
 216                 } while(sum < N && n != 0);
 217         }
 218
 219         /* Read modified objects */
 220         if(fixed.nummod != 0) { // If pile contains more than one modified object,
 221                                 // allocate new object store and recv all modified objects
 222                                 // TODO deallocate this space
 223                 if ((modptr = objstrAlloc(mainobjstore, fixed.sum_bytes)) == NULL) {
 224                         printf("objstrAlloc error for modified objects %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 225                         return 1;
 226                 }
 227                 sum = 0;
 228                 do { // Recv the objs that are modified by the Coordinator
 229                         n = recv((int)acceptfd, modptr+sum, fixed.sum_bytes-sum, 0);
 230                         sum += n;
 231                 } while (sum < fixed.sum_bytes && n != 0);
 232         }
 233
 234         /*Process the information read */
 235         if((val = processClientReq(&fixed, transinfo, listmid, objread, modptr, acceptfd)) != 0) {
 236                 printf("Error in processClientReq %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 237                 return 1;
 238         }
 239
 240         return 0;
 241 }
 242
 243 /* This function processes the Coordinator's transaction request using "handleTransReq"
 244  * function and sends a reply to the co-ordinator.
 245  * Following this it also receives a new control message from the co-ordinator and processes this message*/
 246 int processClientReq(fixed_data_t *fixed, trans_commit_data_t *transinfo,
 247                 unsigned int *listmid, char *objread, void *modptr, int acceptfd) {
 248         char *ptr, control, sendctrl;
 249         objheader_t *tmp_header;
 250         void *header;
 251         int  i = 0, val, retval;
 252
 253         /* Send reply to the Coordinator */
 254         if((retval = handleTransReq(fixed, transinfo, listmid, objread, modptr,acceptfd)) == 0 ) {
 255                 printf("Handle Trans Req error %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 256                 return 1;
 257         }
 258         /* Read new control message from Coordiator */
 259         if((retval = recv((int)acceptfd, &control, sizeof(char), 0)) <= 0 ) {
 260                 perror("Error in receiving control message\n");
 261                 return 1;
 262         }
 263
 264         /* Process the new control message */
 265         switch(control) {
 266                 case TRANS_ABORT:
 267                         /* Set all ref counts as 1 and do garbage collection */
 268                         ptr = modptr;
 269                         for(i = 0; i< fixed->nummod; i++) {
 270                                 tmp_header = (objheader_t *)ptr;
 271                                 tmp_header->rcount = 1;
 272                                 ptr += sizeof(objheader_t) + classsize[tmp_header->type];
 273                         }
 274                         /* Unlock objects that was locked due to this transaction */
 275                         for(i = 0; i< transinfo->numlocked; i++) {
 276                                 header = mhashSearch(transinfo->objlocked[i]);// find the header address
 277                                 ((objheader_t *)header)->status &= ~(LOCK);
 278                         }
 279
 280                         /* Send ack to Coordinator */
 281                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_ABORT\n");
 282                         sendctrl = TRANS_SUCESSFUL;
 283                         if(send((int)acceptfd, &sendctrl, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL) < sizeof(char)) {
 284                                 perror("Error sending ACK to coordinator\n");
 285                                 return 1;
 286                         }
 287                         ptr = NULL;
 288         //              return 0;
 289                         break;
 290
 291                 case TRANS_COMMIT:
 292                         /* Invoke the transCommit process() */
 293                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_COMMIT \n");
 294                         if((val = transCommitProcess(transinfo, (int)acceptfd)) != 0) {
 295                                 printf("Error in transCommitProcess %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 296                                 return 1;
 297                         }
 298                         break;
 299
 300                 case TRANS_ABORT_BUT_RETRY_COMMIT_WITH_RELOCATING:
 301                         //TODO expect another transrequest from client
 302                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_ABORT_BUT_RETRY_COMMIT_WITH_RELOCATING\n");
 303                         break;
 304                 default:
 305                         printf("No response to TRANS_AGREE OR DISAGREE protocol\n");
 306                         //TODO Use fixed.trans_id  TID since Client may have died
 307                         break;
 308         }
 309         /* Free memory */
 310         printf("DEBUG -> Freeing...\n");
 311         fflush(stdout);
 312         if (transinfo->objmod != NULL) {
 313                 free(transinfo->objmod);
 314                 transinfo->objmod = NULL;
 315         }
 316         if (transinfo->objlocked != NULL) {
 317                 free(transinfo->objlocked);
 318                 transinfo->objlocked = NULL;
 319         }
 320         if (transinfo->objnotfound != NULL) {
 321                 free(transinfo->objnotfound);
 322                 transinfo->objnotfound = NULL;
 323         }
 324         return 0;
 325 }
 326
 327 /* This function increments counters while running a voting decision on all objects involved
 328  * in TRANS_REQUEST */
 329
 330 char handleTransReq(fixed_data_t *fixed, trans_commit_data_t *transinfo, unsigned int *listmid, char *objread, void *modptr, int acceptfd) {
 331         int val, i = 0;
 332         short version;
 333         char control = 0, *ptr;
 334         unsigned int oid;
 335         unsigned int *oidnotfound, *oidlocked, *oidmod;
 336         void *mobj;
 337         objheader_t *headptr;
 338
 339         /* Counters and arrays to formulate decision on control message to be sent */
 340         oidnotfound = (unsigned int *) calloc(fixed->numread + fixed->nummod, sizeof(unsigned int));
 341         oidlocked = (unsigned int *) calloc(fixed->numread + fixed->nummod, sizeof(unsigned int));
 342         oidmod = (unsigned int *) calloc(fixed->nummod, sizeof(unsigned int));
 343         int objnotfound = 0, objlocked = 0, objmod =0, v_nomatch = 0, v_matchlock = 0, v_matchnolock = 0;
 344         int objmodnotfound = 0, nummodfound = 0;
 345
 346         /* modptr points to the beginning of the object store
 347          * created at the Pariticipant.
 348          * Object store holds the modified objects involved in the transaction request */
 349         ptr = modptr;
 350
 351         /* Process each oid in the machine pile/ group per thread */
 352         for (i = 0; i < fixed->numread + fixed->nummod; i++) {
 353                 if (i < fixed->numread) {//Objs only read and not modified
 354                         int incr = sizeof(unsigned int) + sizeof(short);// Offset that points to next position in the objread array
 355                         incr *= i;
 356                         oid = *((unsigned int *)(objread + incr));
 357                         incr += sizeof(unsigned int);
 358                         version = *((short *)(objread + incr));
 359                 } else {//Objs modified
 360                         headptr = (objheader_t *) ptr;
 361                         oid = headptr->oid;
 362                         oidmod[objmod] = oid;//Array containing modified oids
 363                         objmod++;
 364                         version = headptr->version;
 365                         ptr += sizeof(objheader_t) + classsize[headptr->type];
 366                 }
 367
 368                 /* Check if object is still present in the machine since the beginning of TRANS_REQUEST */
 369
 370                 if ((mobj = mhashSearch(oid)) == NULL) {/* Obj not found */
 371                         /* Save the oids not found and number of oids not found for later use */
 372                         oidnotfound[objnotfound] = ((objheader_t *)mobj)->oid;
 373                         objnotfound++;
 374                 } else { /* If Obj found in machine (i.e. has not moved) */
 375                         /* Check if Obj is locked by any previous transaction */
 376                         if ((((objheader_t *)mobj)->status & LOCK) == LOCK) {
 377                                 if (version == ((objheader_t *)mobj)->version) {      /* If not locked then match versions */
 378                                         v_matchlock++;
 379                                 } else {/* If versions don't match ...HARD ABORT */
 380                                         v_nomatch++;
 381                                         /* Send TRANS_DISAGREE to Coordinator */
 382                                         control = TRANS_DISAGREE;
 383                                         if((val = send(acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(char)) {
 384                                                 perror("Error in sending control to the Coordinator\n");
 385                                                 return 0;
 386                                         }
 387                                         printf("DEBUG -> Sending TRANS_DISAGREE\n");
 388                                         return control;
 389                                 }
 390                         } else {/* If Obj is not locked then lock object */
 391                                 ((objheader_t *)mobj)->status |= LOCK;
 392
 393                                 /*TESTING Add random wait to make transactions run for a long time such that
 394                                  * we can test for soft abort case */
 395
 396                                 randomdelay();
 397
 398                                 /* Save all object oids that are locked on this machine during this transaction request call */
 399                                 oidlocked[objlocked] = ((objheader_t *)mobj)->oid;
 400                                 objlocked++;
 401                                 if (version == ((objheader_t *)mobj)->version) { /* Check if versions match */
 402                                         v_matchnolock++;
 403                                 } else { /* If versions don't match ...HARD ABORT */
 404                                         v_nomatch++;
 405                                         control = TRANS_DISAGREE;
 406                                         /* Send TRANS_DISAGREE to Coordinator */
 407                                         if((val = send(acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(char)) {
 408                                                 perror("Error in sending control to the Coordinator\n");
 409                                                 return 0;
 410                                         }
 411                                         printf("DEBUG -> Sending TRANS_DISAGREE\n");
 412                                         return control;
 413                                 }
 414                         }
 415                 }
 416         }
 417
 418         /* Decide what control message to send to Coordinator */
 419         if ((val = decideCtrlMessage(fixed, transinfo, &v_matchnolock, &v_matchlock, &v_nomatch, &objnotfound, &objlocked,
 420                                         modptr, oidnotfound, oidlocked, oidmod, acceptfd)) == 0) {
 421                 printf("Error in decideCtrlMessage %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 422                 return 0;
 423         }
 424
 425         return val;
 426
 427 }
 428 /* This function decides what control message such as TRANS_AGREE, TRANS_DISAGREE or TRANS_SOFT_ABORT
 429  * to send to Coordinator based on the votes of oids involved in the transaction */
 430 int decideCtrlMessage(fixed_data_t *fixed, trans_commit_data_t *transinfo, int *v_matchnolock, int *v_matchlock,
 431                 int *v_nomatch, int *objnotfound, int *objlocked, void *modptr,
 432                 unsigned int *oidnotfound, unsigned int *oidlocked, unsigned int *oidmod,
 433                 int acceptfd) {
 434         int val;
 435         char control = 0;
 436         /* Condition to send TRANS_AGREE */
 437         if(*(v_matchnolock) == fixed->numread + fixed->nummod) {
 438                 control = TRANS_AGREE;
 439                 if((val = send(acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(char)) {
 440                         perror("Error in sending control to Coordinator\n");
 441                         return 0;
 442                 }
 443                 printf("DEBUG -> Sending TRANS_AGREE\n");
 444         }
 445         /* Condition to send TRANS_SOFT_ABORT */
 446         if((*(v_matchlock) > 0 && *(v_nomatch) == 0) || (*(objnotfound) > 0 && *(v_nomatch) == 0)) {
 447                 control = TRANS_SOFT_ABORT;
 448                 char msg[]={TRANS_SOFT_ABORT, 0,0,0,0};
 449                 *((int*)&msg[1])= *(objnotfound);
 450
 451                 printf("DEBUG -> Sending TRANS_SOFT_ABORT\n");
 452                 /* Send control message */
 453                 if((val = send(acceptfd, &msg, sizeof(msg),MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(msg)) {
 454                         perror("Error in sending no of objects that are not found\n");
 455                         return 0;
 456                 }
 457                 /* Send number of oids not found and the missing oids if objects are missing in the machine */
 458                 if(*(objnotfound) != 0) {
 459                         int size = sizeof(unsigned int)* *(objnotfound);
 460                         if((val = send(acceptfd, oidnotfound, size ,MSG_NOSIGNAL)) < size) {
 461                                 perror("Error in sending objects that are not found\n");
 462                                 return 0;
 463                         }
 464                 }
 465         }
 466
 467         /* Fill out the trans_commit_data_t data structure. This is required for a trans commit process
 468          * if Participant receives a TRANS_COMMIT */
 469         transinfo->objmod = oidmod;
 470         transinfo->objlocked = oidlocked;
 471         transinfo->objnotfound = oidnotfound;
 472         transinfo->modptr = modptr;
 473         transinfo->nummod = fixed->nummod;
 474         transinfo->numlocked = *(objlocked);
 475         transinfo->numnotfound = *(objnotfound);
 476
 477         return control;
 478 }
 479
 480 /* This function processes all modified objects involved in a TRANS_COMMIT and updates pointer
 481  * addresses in lookup table and also changes version number
 482  * Sends an ACK back to Coordinator */
 483 int transCommitProcess(trans_commit_data_t *transinfo, int acceptfd) {
 484         objheader_t *header;
 485         int i = 0, offset = 0;
 486         char control;
 487         /* Process each modified object saved in the mainobject store */
 488         for(i=0; i<transinfo->nummod; i++) {
 489                 if((header = (objheader_t *) mhashSearch(transinfo->objmod[i])) == NULL) {
 490                         printf("mhashsearch returns NULL at %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 491                 }
 492                 /* Change reference count of older address and free space in objstr ?? */
 493                 header->rcount = 1; //Not sure what would be the val
 494
 495                 /* Change ptr address in mhash table */
 496                 printf("DEBUG -> removing object oid = %d\n", transinfo->objmod[i]);
 497                 mhashRemove(transinfo->objmod[i]);
 498                 mhashInsert(transinfo->objmod[i], (transinfo->modptr + offset));
 499                 offset += sizeof(objheader_t) + classsize[header->type];
 500
 501                 /* Update object version number */
 502                 header = (objheader_t *) mhashSearch(transinfo->objmod[i]);
 503                 header->version += 1;
 504         }
 505         /* Unlock locked objects */
 506         for(i=0; i<transinfo->numlocked; i++) {
 507                 header = (objheader_t *) mhashSearch(transinfo->objlocked[i]);
 508                 header->status &= ~(LOCK);
 509         }
 510
 511         //TODO Update location lookup table
 512
 513         /* Send ack to coordinator */
 514         control = TRANS_SUCESSFUL;
 515         printf("DEBUG-> TRANS_SUCESSFUL\n");
 516         if(send((int)acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL) < sizeof(char)) {
 517                 perror("Error sending ACK to coordinator\n");
 518         }
 519
 520         return 0;
 521 }
 522