Return if we handle any error messages to avoid unnecessarily calling recv/send
[folly.git] / folly / io / async / AsyncSocket.h
index 54b37705ae9b5879107485756fea1ed7df5f02e7..c85ac6b87bd51392d9a667cffadbb8c5fe886bff 100644 (file)
@@ -1,5 +1,5 @@
 /*
- * Copyright 2017 Facebook, Inc.
+ * Copyright 2017-present Facebook, Inc.
  *
  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
  * you may not use this file except in compliance with the License.
@@ -13,7 +13,6 @@
  * See the License for the specific language governing permissions and
  * limitations under the License.
  */
-
 #pragma once
 
 #include <folly/Optional.h>
@@ -31,8 +30,8 @@
 #include <sys/types.h>
 
 #include <chrono>
-#include <memory>
 #include <map>
+#include <memory>
 
 namespace folly {
 
@@ -68,6 +67,10 @@ namespace folly {
 #define SO_NO_TRANSPARENT_TLS 200
 #endif
 
+#if defined __linux__ && !defined SO_NO_TSOCKS
+#define SO_NO_TSOCKS 201
+#endif
+
 #ifdef _MSC_VER
 // We do a dynamic_cast on this, in
 // AsyncTransportWrapper::getUnderlyingTransport so be safe and
@@ -139,6 +142,77 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
     virtual void errMessageError(const AsyncSocketException& ex) noexcept = 0;
   };
 
+  class SendMsgParamsCallback {
+   public:
+    virtual ~SendMsgParamsCallback() = default;
+
+    /**
+     * getFlags() will be invoked to retrieve the desired flags to be passed
+     * to ::sendmsg() system call. This method was intentionally declared
+     * non-virtual, so there is no way to override it. Instead feel free to
+     * override getFlagsImpl(flags, defaultFlags) method instead, and enjoy
+     * the convenience of defaultFlags passed there.
+     *
+     * @param flags     Write flags requested for the given write operation
+     */
+    int getFlags(folly::WriteFlags flags, bool zeroCopyEnabled) noexcept {
+      return getFlagsImpl(flags, getDefaultFlags(flags, zeroCopyEnabled));
+    }
+
+    /**
+     * getAncillaryData() will be invoked to initialize ancillary data
+     * buffer referred by "msg_control" field of msghdr structure passed to
+     * ::sendmsg() system call. The function assumes that the size of buffer
+     * is not smaller than the value returned by getAncillaryDataSize() method
+     * for the same combination of flags.
+     *
+     * @param flags     Write flags requested for the given write operation
+     * @param data      Pointer to ancillary data buffer to initialize.
+     */
+    virtual void getAncillaryData(
+      folly::WriteFlags /*flags*/,
+      void* /*data*/) noexcept {}
+
+    /**
+     * getAncillaryDataSize() will be invoked to retrieve the size of
+     * ancillary data buffer which should be passed to ::sendmsg() system call
+     *
+     * @param flags     Write flags requested for the given write operation
+     */
+    virtual uint32_t getAncillaryDataSize(folly::WriteFlags /*flags*/)
+        noexcept {
+      return 0;
+    }
+
+    static const size_t maxAncillaryDataSize{0x5000};
+
+   private:
+    /**
+     * getFlagsImpl() will be invoked by getFlags(folly::WriteFlags flags)
+     * method to retrieve the flags to be passed to ::sendmsg() system call.
+     * SendMsgParamsCallback::getFlags() is calling this method, and returns
+     * its results directly to the caller in AsyncSocket.
+     * Classes inheriting from SendMsgParamsCallback are welcome to override
+     * this method to force SendMsgParamsCallback to return its own set
+     * of flags.
+     *
+     * @param flags        Write flags requested for the given write operation
+     * @param defaultflags A set of message flags returned by getDefaultFlags()
+     *                     method for the given "flags" mask.
+     */
+    virtual int getFlagsImpl(folly::WriteFlags /*flags*/, int defaultFlags) {
+      return defaultFlags;
+    }
+
+    /**
+     * getDefaultFlags() will be invoked by  getFlags(folly::WriteFlags flags)
+     * to retrieve the default set of flags, and pass them to getFlagsImpl(...)
+     *
+     * @param flags     Write flags requested for the given write operation
+     */
+    int getDefaultFlags(folly::WriteFlags flags, bool zeroCopyEnabled) noexcept;
+  };
+
   explicit AsyncSocket();
   /**
    * Create a new unconnected AsyncSocket.
@@ -147,7 +221,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
    */
   explicit AsyncSocket(EventBase* evb);
 
-  void setShutdownSocketSet(ShutdownSocketSet* ss);
+  void setShutdownSocketSet(const std::weak_ptr<ShutdownSocketSet>& wSS);
 
   /**
    * Create a new AsyncSocket and begin the connection process.
@@ -186,8 +260,17 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
    *
    * @param evb EventBase that will manage this socket.
    * @param fd  File descriptor to take over (should be a connected socket).
+   * @param zeroCopyBufId Zerocopy buf id to start with.
+   */
+  AsyncSocket(EventBase* evb, int fd, uint32_t zeroCopyBufId = 0);
+
+  /**
+   * Create an AsyncSocket from a different, already connected AsyncSocket.
+   *
+   * Similar to AsyncSocket(evb, fd) when fd was previously owned by an
+   * AsyncSocket.
    */
-  AsyncSocket(EventBase* evb, int fd);
+  explicit AsyncSocket(AsyncSocket::UniquePtr);
 
   /**
    * Helper function to create a shared_ptr<AsyncSocket>.
@@ -241,7 +324,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
    * This prevents callers from deleting a AsyncSocket while it is invoking a
    * callback.
    */
-  virtual void destroy() override;
+  void destroy() override;
 
   /**
    * Get the EventBase used by this socket.
@@ -264,6 +347,10 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
    * error.  The AsyncSocket may no longer be used after the file descriptor
    * has been extracted.
    *
+   * This method should be used with care as the resulting fd is not guaranteed
+   * to perfectly reflect the state of the AsyncSocket (security state,
+   * pre-received data, etc.).
+   *
    * Returns the file descriptor.  The caller assumes ownership of the
    * descriptor, and it will not be closed when the AsyncSocket is destroyed.
    */
@@ -390,19 +477,42 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
    * )
    *
    */
-  void setErrMessageCB(ErrMessageCallback* callback);
+  virtual void setErrMessageCB(ErrMessageCallback* callback);
 
   /**
    * Get a pointer to ErrMessageCallback implementation currently
    * registered with this socket.
    *
    */
-  ErrMessageCallback* getErrMessageCallback() const;
+  virtual ErrMessageCallback* getErrMessageCallback() const;
+
+  /**
+   * Set a pointer to SendMsgParamsCallback implementation which
+   * will be used to form ::sendmsg() system call parameters
+   *
+   */
+  virtual void setSendMsgParamCB(SendMsgParamsCallback* callback);
+
+  /**
+   * Get a pointer to SendMsgParamsCallback implementation currently
+   * registered with this socket.
+   *
+   */
+  virtual SendMsgParamsCallback* getSendMsgParamsCB() const;
 
   // Read and write methods
   void setReadCB(ReadCallback* callback) override;
   ReadCallback* getReadCallback() const override;
 
+  bool setZeroCopy(bool enable);
+  bool getZeroCopy() const {
+    return zeroCopyEnabled_;
+  }
+
+  uint32_t getZeroCopyBufId() const {
+    return zeroCopyBufId_;
+  }
+
   void write(WriteCallback* callback, const void* buf, size_t bytes,
              WriteFlags flags = WriteFlags::NONE) override;
   void writev(WriteCallback* callback, const iovec* vec, size_t count,
@@ -425,6 +535,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
   void shutdownWriteNow() override;
 
   bool readable() const override;
+  bool writable() const override;
   bool isPending() const override;
   virtual bool hangup() const;
   bool good() const override;
@@ -601,8 +712,51 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
     return setsockopt(fd_, level, optname, optval, sizeof(T));
   }
 
-  virtual void setPeek(bool peek) {
-    peek_ = peek;
+  /**
+   * Virtual method for reading a socket option returning integer
+   * value, which is the most typical case. Convenient for overriding
+   * and mocking.
+   *
+   * @param level     same as the "level" parameter in getsockopt().
+   * @param optname   same as the "optname" parameter in getsockopt().
+   * @param optval    same as "optval" parameter in getsockopt().
+   * @param optlen    same as "optlen" parameter in getsockopt().
+   * @return          same as the return value of getsockopt().
+   */
+  virtual int
+  getSockOptVirtual(int level, int optname, void* optval, socklen_t* optlen) {
+    return getsockopt(fd_, level, optname, optval, optlen);
+  }
+
+  /**
+   * Virtual method for setting a socket option accepting integer
+   * value, which is the most typical case. Convenient for overriding
+   * and mocking.
+   *
+   * @param level     same as the "level" parameter in setsockopt().
+   * @param optname   same as the "optname" parameter in setsockopt().
+   * @param optval    same as "optval" parameter in setsockopt().
+   * @param optlen    same as "optlen" parameter in setsockopt().
+   * @return          same as the return value of setsockopt().
+   */
+  virtual int setSockOptVirtual(
+      int level,
+      int optname,
+      void const* optval,
+      socklen_t optlen) {
+    return setsockopt(fd_, level, optname, optval, optlen);
+  }
+
+  /**
+   * Set pre-received data, to be returned to read callback before any data
+   * from the socket.
+   */
+  virtual void setPreReceivedData(std::unique_ptr<IOBuf> data) {
+    if (preReceivedData_) {
+      preReceivedData_->prependChain(std::move(data));
+    } else {
+      preReceivedData_ = std::move(data);
+    }
   }
 
   /**
@@ -620,6 +774,10 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
     noTransparentTls_ = true;
   }
 
+  void disableTSocks() {
+    noTSocks_ = true;
+  }
+
   enum class StateEnum : uint8_t {
     UNINIT,
     CONNECTING,
@@ -637,6 +795,25 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
     evbChangeCb_ = std::move(cb);
   }
 
+  /**
+   * Attempt to cache the current local and peer addresses (if not already
+   * cached) so that they are available from getPeerAddress() and
+   * getLocalAddress() even after the socket is closed.
+   */
+  void cacheAddresses();
+
+  /**
+   * Returns true if there is any zero copy write in progress
+   * Needs to be called from within the socket's EVB thread
+   */
+  bool isZeroCopyWriteInProgress() const noexcept;
+
+  /**
+   * Tries to process the msg error queue
+   * And returns true if there are no more zero copy writes in progress
+   */
+  bool processZeroCopyWriteInProgress() noexcept;
+
   /**
    * writeReturn is the total number of bytes written, or WRITE_ERROR on error.
    * If no data has been written, 0 is returned.
@@ -745,7 +922,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
    * destroy() instead.  (See the documentation in DelayedDestruction.h for
    * more details.)
    */
-  ~AsyncSocket();
+  ~AsyncSocket() override;
 
   friend std::ostream& operator << (std::ostream& os, const StateEnum& state);
 
@@ -778,7 +955,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
       : AsyncTimeout(eventBase)
       , socket_(socket) {}
 
-    virtual void timeoutExpired() noexcept {
+    void timeoutExpired() noexcept override {
       socket_->timeoutExpired();
     }
 
@@ -795,7 +972,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
       : EventHandler(eventBase, fd)
       , socket_(socket) {}
 
-    virtual void handlerReady(uint16_t events) noexcept {
+    void handlerReady(uint16_t events) noexcept override {
       socket_->ioReady(events);
     }
 
@@ -845,7 +1022,7 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
   virtual void checkForImmediateRead() noexcept;
   virtual void handleInitialReadWrite() noexcept;
   virtual void prepareReadBuffer(void** buf, size_t* buflen);
-  virtual void handleErrMessages() noexcept;
+  virtual size_t handleErrMessages() noexcept;
   virtual void handleRead() noexcept;
   virtual void handleWrite() noexcept;
   virtual void handleConnect() noexcept;
@@ -974,6 +1151,38 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
 
   std::string withAddr(const std::string& s);
 
+  void cacheLocalAddress() const;
+  void cachePeerAddress() const;
+
+  bool isZeroCopyRequest(WriteFlags flags);
+
+  bool isZeroCopyMsg(const cmsghdr& cmsg) const;
+  void processZeroCopyMsg(const cmsghdr& cmsg);
+
+  uint32_t getNextZeroCopyBufId() {
+    return zeroCopyBufId_++;
+  }
+  void adjustZeroCopyFlags(folly::WriteFlags& flags);
+  void addZeroCopyBuf(std::unique_ptr<folly::IOBuf>&& buf);
+  void addZeroCopyBuf(folly::IOBuf* ptr);
+  void setZeroCopyBuf(std::unique_ptr<folly::IOBuf>&& buf);
+  bool containsZeroCopyBuf(folly::IOBuf* ptr);
+  void releaseZeroCopyBuf(uint32_t id);
+
+  // a folly::IOBuf can be used in multiple partial requests
+  // there is a that maps a buffer id to a raw folly::IOBuf ptr
+  // and another one that adds a ref count for a folly::IOBuf that is either
+  // the original ptr or nullptr
+  uint32_t zeroCopyBufId_{0};
+
+  struct IOBufInfo {
+    uint32_t count_{0};
+    std::unique_ptr<folly::IOBuf> buf_;
+  };
+
+  std::unordered_map<uint32_t, folly::IOBuf*> idZeroCopyBufPtrMap_;
+  std::unordered_map<folly::IOBuf*, IOBufInfo> idZeroCopyBufInfoMap_;
+
   StateEnum state_;                      ///< StateEnum describing current state
   uint8_t shutdownFlags_;                ///< Shutdown state (ShutdownFlags)
   uint16_t eventFlags_;                  ///< EventBase::HandlerFlags settings
@@ -983,6 +1192,11 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
                                          ///< The address we are connecting from
   uint32_t sendTimeout_;                 ///< The send timeout, in milliseconds
   uint16_t maxReadsPerEvent_;            ///< Max reads per event loop iteration
+
+  bool isBufferMovable_{false};
+
+  int8_t readErr_{READ_NO_ERROR}; ///< The read error encountered, if any
+
   EventBase* eventBase_;                 ///< The EventBase
   WriteTimeout writeTimeout_;            ///< A timeout for connect and write
   IoHandler ioHandler_;                  ///< A EventHandler to monitor the fd
@@ -990,35 +1204,39 @@ class AsyncSocket : virtual public AsyncTransportWrapper {
 
   ConnectCallback* connectCallback_;     ///< ConnectCallback
   ErrMessageCallback* errMessageCallback_; ///< TimestampCallback
+  SendMsgParamsCallback* ///< Callback for retrieving
+      sendMsgParamCallback_; ///< ::sendmsg() parameters
   ReadCallback* readCallback_;           ///< ReadCallback
   WriteRequest* writeReqHead_;           ///< Chain of WriteRequests
   WriteRequest* writeReqTail_;           ///< End of WriteRequest chain
-  ShutdownSocketSet* shutdownSocketSet_;
+  std::weak_ptr<ShutdownSocketSet> wShutdownSocketSet_;
   size_t appBytesReceived_;              ///< Num of bytes received from socket
   size_t appBytesWritten_;               ///< Num of bytes written to socket
-  bool isBufferMovable_{false};
-
-  bool peek_{false}; // Peek bytes.
 
-  int8_t readErr_{READ_NO_ERROR};       ///< The read error encountered, if any.
+  // Pre-received data, to be returned to read callback before any data from the
+  // socket.
+  std::unique_ptr<IOBuf> preReceivedData_;
 
   std::chrono::steady_clock::time_point connectStartTime_;
   std::chrono::steady_clock::time_point connectEndTime_;
 
   std::chrono::milliseconds connectTimeout_{0};
 
+  std::unique_ptr<EvbChangeCallback> evbChangeCb_{nullptr};
+
   BufferCallback* bufferCallback_{nullptr};
   bool tfoEnabled_{false};
   bool tfoAttempted_{false};
   bool tfoFinished_{false};
   bool noTransparentTls_{false};
+  bool noTSocks_{false};
   // Whether to track EOR or not.
   bool trackEor_{false};
-
-  std::unique_ptr<EvbChangeCallback> evbChangeCb_{nullptr};
+  bool zeroCopyEnabled_{false};
+  bool zeroCopyVal_{false};
 };
 #ifdef _MSC_VER
 #pragma vtordisp(pop)
 #endif
 
-} // folly
+} // namespace folly