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                 case TRANS_PREFETCH:
 165                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_PREFETCH\n");
 166                         if((val = prefetchReq((int)acceptfd)) != 0) {
 167                                 printf("Error in readClientReq\n");
 168                                 return;
 169                         }
 170                         break;
 171
 172                 default:
 173                         printf("DEBUG -> dstmAccept: Error Unknown opcode %d\n", control);
 174         }
 175
 176         /* Close connection */
 177         if (close((int)acceptfd) == -1)
 178                 perror("close");
 179         else
 180                 printf("Closed connection: fd = %d\n", (int)acceptfd);
 181
 182         pthread_exit(NULL);
 183 }
 184
 185 /* This function reads the information available in a transaction request
 186  * and makes a function call to process the request */
 187 int readClientReq(trans_commit_data_t *transinfo, int acceptfd) {
 188         char *ptr;
 189         void *modptr;
 190         fixed_data_t fixed;
 191         int sum = 0, i, N, n, val;
 192
 193         /* Read fixed_data_t data structure */
 194         N = sizeof(fixed) - 1;
 195         ptr = (char *)&fixed;;
 196         fixed.control = TRANS_REQUEST;
 197         do {
 198                 n = recv((int)acceptfd, (void *) ptr+1+sum, N-sum, 0);
 199                 sum += n;
 200         } while(sum < N && n != 0);
 201
 202         /* Read list of mids */
 203         int mcount = fixed.mcount;
 204         N = mcount * sizeof(unsigned int);
 205         unsigned int listmid[mcount];
 206         ptr = (char *) listmid;
 207         sum = 0;
 208         do {
 209                 n = recv((int)acceptfd, (void *) ptr+sum, N-sum, 0);
 210                 sum += n;
 211         } while(sum < N && n != 0);
 212
 213         /* Read oid and version tuples for those objects that are not modified in the transaction */
 214         int numread = fixed.numread;
 215         N = numread * (sizeof(unsigned int) + sizeof(short));
 216         char objread[N];
 217         if(numread != 0) { //If pile contains more than one object to be read,
 218                           // keep reading all objects
 219                 sum = 0;
 220                 do {
 221                         n = recv((int)acceptfd, (void *) objread, N, 0);
 222                         sum += n;
 223                 } while(sum < N && n != 0);
 224         }
 225
 226         /* Read modified objects */
 227         if(fixed.nummod != 0) { // If pile contains more than one modified object,
 228                                 // allocate new object store and recv all modified objects
 229                                 // TODO deallocate this space
 230                 if ((modptr = objstrAlloc(mainobjstore, fixed.sum_bytes)) == NULL) {
 231                         printf("objstrAlloc error for modified objects %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 232                         return 1;
 233                 }
 234                 sum = 0;
 235                 do { // Recv the objs that are modified by the Coordinator
 236                         n = recv((int)acceptfd, modptr+sum, fixed.sum_bytes-sum, 0);
 237                         sum += n;
 238                 } while (sum < fixed.sum_bytes && n != 0);
 239         }
 240
 241         /*Process the information read */
 242         if((val = processClientReq(&fixed, transinfo, listmid, objread, modptr, acceptfd)) != 0) {
 243                 printf("Error in processClientReq %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 244                 return 1;
 245         }
 246
 247         return 0;
 248 }
 249
 250 /* This function processes the Coordinator's transaction request using "handleTransReq"
 251  * function and sends a reply to the co-ordinator.
 252  * Following this it also receives a new control message from the co-ordinator and processes this message*/
 253 int processClientReq(fixed_data_t *fixed, trans_commit_data_t *transinfo,
 254                 unsigned int *listmid, char *objread, void *modptr, int acceptfd) {
 255         char *ptr, control, sendctrl;
 256         objheader_t *tmp_header;
 257         void *header;
 258         int  i = 0, val, retval;
 259
 260         /* Send reply to the Coordinator */
 261         if((retval = handleTransReq(fixed, transinfo, listmid, objread, modptr,acceptfd)) == 0 ) {
 262                 printf("Handle Trans Req error %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 263                 return 1;
 264         }
 265         /* Read new control message from Coordiator */
 266         if((retval = recv((int)acceptfd, &control, sizeof(char), 0)) <= 0 ) {
 267                 perror("Error in receiving control message\n");
 268                 return 1;
 269         }
 270
 271         /* Process the new control message */
 272         switch(control) {
 273                 case TRANS_ABORT:
 274                         /* Set all ref counts as 1 and do garbage collection */
 275                         ptr = modptr;
 276                         for(i = 0; i< fixed->nummod; i++) {
 277                                 tmp_header = (objheader_t *)ptr;
 278                                 tmp_header->rcount = 1;
 279                                 ptr += sizeof(objheader_t) + classsize[tmp_header->type];
 280                         }
 281                         /* Unlock objects that was locked due to this transaction */
 282                         for(i = 0; i< transinfo->numlocked; i++) {
 283                                 header = mhashSearch(transinfo->objlocked[i]);// find the header address
 284                                 ((objheader_t *)header)->status &= ~(LOCK);
 285                         }
 286
 287                         /* Send ack to Coordinator */
 288                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_ABORT\n");
 289                         sendctrl = TRANS_SUCESSFUL;
 290                         if(send((int)acceptfd, &sendctrl, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL) < sizeof(char)) {
 291                                 perror("Error sending ACK to coordinator\n");
 292                                 return 1;
 293                         }
 294                         ptr = NULL;
 295         //              return 0;
 296                         break;
 297
 298                 case TRANS_COMMIT:
 299                         /* Invoke the transCommit process() */
 300                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_COMMIT \n");
 301                         if((val = transCommitProcess(transinfo, (int)acceptfd)) != 0) {
 302                                 printf("Error in transCommitProcess %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 303                                 return 1;
 304                         }
 305                         break;
 306
 307                 case TRANS_ABORT_BUT_RETRY_COMMIT_WITH_RELOCATING:
 308                         //TODO expect another transrequest from client
 309                         printf("DEBUG -> Recv TRANS_ABORT_BUT_RETRY_COMMIT_WITH_RELOCATING\n");
 310                         break;
 311                 default:
 312                         printf("No response to TRANS_AGREE OR DISAGREE protocol\n");
 313                         //TODO Use fixed.trans_id  TID since Client may have died
 314                         break;
 315         }
 316         /* Free memory */
 317         printf("DEBUG -> Freeing...\n");
 318         fflush(stdout);
 319         if (transinfo->objmod != NULL) {
 320                 free(transinfo->objmod);
 321                 transinfo->objmod = NULL;
 322         }
 323         if (transinfo->objlocked != NULL) {
 324                 free(transinfo->objlocked);
 325                 transinfo->objlocked = NULL;
 326         }
 327         if (transinfo->objnotfound != NULL) {
 328                 free(transinfo->objnotfound);
 329                 transinfo->objnotfound = NULL;
 330         }
 331         return 0;
 332 }
 333
 334 /* This function increments counters while running a voting decision on all objects involved
 335  * in TRANS_REQUEST */
 336
 337 char handleTransReq(fixed_data_t *fixed, trans_commit_data_t *transinfo, unsigned int *listmid, char *objread, void *modptr, int acceptfd) {
 338         int val, i = 0;
 339         short version;
 340         char control = 0, *ptr;
 341         unsigned int oid;
 342         unsigned int *oidnotfound, *oidlocked, *oidmod;
 343         void *mobj;
 344         objheader_t *headptr;
 345
 346         /* Counters and arrays to formulate decision on control message to be sent */
 347         oidnotfound = (unsigned int *) calloc(fixed->numread + fixed->nummod, sizeof(unsigned int));
 348         oidlocked = (unsigned int *) calloc(fixed->numread + fixed->nummod, sizeof(unsigned int));
 349         oidmod = (unsigned int *) calloc(fixed->nummod, sizeof(unsigned int));
 350         int objnotfound = 0, objlocked = 0, objmod =0, v_nomatch = 0, v_matchlock = 0, v_matchnolock = 0;
 351         int objmodnotfound = 0, nummodfound = 0;
 352
 353         /* modptr points to the beginning of the object store
 354          * created at the Pariticipant.
 355          * Object store holds the modified objects involved in the transaction request */
 356         ptr = modptr;
 357
 358         /* Process each oid in the machine pile/ group per thread */
 359         for (i = 0; i < fixed->numread + fixed->nummod; i++) {
 360                 if (i < fixed->numread) {//Objs only read and not modified
 361                         int incr = sizeof(unsigned int) + sizeof(short);// Offset that points to next position in the objread array
 362                         incr *= i;
 363                         oid = *((unsigned int *)(objread + incr));
 364                         incr += sizeof(unsigned int);
 365                         version = *((short *)(objread + incr));
 366                 } else {//Objs modified
 367                         headptr = (objheader_t *) ptr;
 368                         oid = headptr->oid;
 369                         oidmod[objmod] = oid;//Array containing modified oids
 370                         objmod++;
 371                         version = headptr->version;
 372                         ptr += sizeof(objheader_t) + classsize[headptr->type];
 373                 }
 374
 375                 /* Check if object is still present in the machine since the beginning of TRANS_REQUEST */
 376
 377                 if ((mobj = mhashSearch(oid)) == NULL) {/* Obj not found */
 378                         /* Save the oids not found and number of oids not found for later use */
 379                         oidnotfound[objnotfound] = ((objheader_t *)mobj)->oid;
 380                         objnotfound++;
 381                 } else { /* If Obj found in machine (i.e. has not moved) */
 382                         /* Check if Obj is locked by any previous transaction */
 383                         if ((((objheader_t *)mobj)->status & LOCK) == LOCK) {
 384                                 if (version == ((objheader_t *)mobj)->version) {      /* If not locked then match versions */
 385                                         v_matchlock++;
 386                                 } else {/* If versions don't match ...HARD ABORT */
 387                                         v_nomatch++;
 388                                         /* Send TRANS_DISAGREE to Coordinator */
 389                                         control = TRANS_DISAGREE;
 390                                         if((val = send(acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(char)) {
 391                                                 perror("Error in sending control to the Coordinator\n");
 392                                                 return 0;
 393                                         }
 394                                         printf("DEBUG -> Sending TRANS_DISAGREE\n");
 395                                         return control;
 396                                 }
 397                         } else {/* If Obj is not locked then lock object */
 398                                 ((objheader_t *)mobj)->status |= LOCK;
 399
 400                                 /*TESTING Add random wait to make transactions run for a long time such that
 401                                  * we can test for soft abort case */
 402
 403                                 randomdelay();
 404
 405                                 /* Save all object oids that are locked on this machine during this transaction request call */
 406                                 oidlocked[objlocked] = ((objheader_t *)mobj)->oid;
 407                                 objlocked++;
 408                                 if (version == ((objheader_t *)mobj)->version) { /* Check if versions match */
 409                                         v_matchnolock++;
 410                                 } else { /* If versions don't match ...HARD ABORT */
 411                                         v_nomatch++;
 412                                         control = TRANS_DISAGREE;
 413                                         /* Send TRANS_DISAGREE to Coordinator */
 414                                         if((val = send(acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(char)) {
 415                                                 perror("Error in sending control to the Coordinator\n");
 416                                                 return 0;
 417                                         }
 418                                         printf("DEBUG -> Sending TRANS_DISAGREE\n");
 419                                         return control;
 420                                 }
 421                         }
 422                 }
 423         }
 424
 425         /* Decide what control message to send to Coordinator */
 426         if ((val = decideCtrlMessage(fixed, transinfo, &v_matchnolock, &v_matchlock, &v_nomatch, &objnotfound, &objlocked,
 427                                         modptr, oidnotfound, oidlocked, oidmod, acceptfd)) == 0) {
 428                 printf("Error in decideCtrlMessage %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 429                 return 0;
 430         }
 431
 432         return val;
 433
 434 }
 435 /* This function decides what control message such as TRANS_AGREE, TRANS_DISAGREE or TRANS_SOFT_ABORT
 436  * to send to Coordinator based on the votes of oids involved in the transaction */
 437 int decideCtrlMessage(fixed_data_t *fixed, trans_commit_data_t *transinfo, int *v_matchnolock, int *v_matchlock,
 438                 int *v_nomatch, int *objnotfound, int *objlocked, void *modptr,
 439                 unsigned int *oidnotfound, unsigned int *oidlocked, unsigned int *oidmod,
 440                 int acceptfd) {
 441         int val;
 442         char control = 0;
 443         /* Condition to send TRANS_AGREE */
 444         if(*(v_matchnolock) == fixed->numread + fixed->nummod) {
 445                 control = TRANS_AGREE;
 446                 if((val = send(acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(char)) {
 447                         perror("Error in sending control to Coordinator\n");
 448                         return 0;
 449                 }
 450                 printf("DEBUG -> Sending TRANS_AGREE\n");
 451         }
 452         /* Condition to send TRANS_SOFT_ABORT */
 453         if((*(v_matchlock) > 0 && *(v_nomatch) == 0) || (*(objnotfound) > 0 && *(v_nomatch) == 0)) {
 454                 control = TRANS_SOFT_ABORT;
 455                 char msg[]={TRANS_SOFT_ABORT, 0,0,0,0};
 456                 *((int*)&msg[1])= *(objnotfound);
 457
 458                 printf("DEBUG -> Sending TRANS_SOFT_ABORT\n");
 459                 /* Send control message */
 460                 if((val = send(acceptfd, &msg, sizeof(msg),MSG_NOSIGNAL)) < sizeof(msg)) {
 461                         perror("Error in sending no of objects that are not found\n");
 462                         return 0;
 463                 }
 464                 /* Send number of oids not found and the missing oids if objects are missing in the machine */
 465                 if(*(objnotfound) != 0) {
 466                         int size = sizeof(unsigned int)* *(objnotfound);
 467                         if((val = send(acceptfd, oidnotfound, size ,MSG_NOSIGNAL)) < size) {
 468                                 perror("Error in sending objects that are not found\n");
 469                                 return 0;
 470                         }
 471                 }
 472         }
 473
 474         /* Fill out the trans_commit_data_t data structure. This is required for a trans commit process
 475          * if Participant receives a TRANS_COMMIT */
 476         transinfo->objmod = oidmod;
 477         transinfo->objlocked = oidlocked;
 478         transinfo->objnotfound = oidnotfound;
 479         transinfo->modptr = modptr;
 480         transinfo->nummod = fixed->nummod;
 481         transinfo->numlocked = *(objlocked);
 482         transinfo->numnotfound = *(objnotfound);
 483
 484         return control;
 485 }
 486
 487 /* This function processes all modified objects involved in a TRANS_COMMIT and updates pointer
 488  * addresses in lookup table and also changes version number
 489  * Sends an ACK back to Coordinator */
 490 int transCommitProcess(trans_commit_data_t *transinfo, int acceptfd) {
 491         objheader_t *header;
 492         int i = 0, offset = 0;
 493         char control;
 494         /* Process each modified object saved in the mainobject store */
 495         for(i=0; i<transinfo->nummod; i++) {
 496                 if((header = (objheader_t *) mhashSearch(transinfo->objmod[i])) == NULL) {
 497                         printf("mhashsearch returns NULL at %s, %d\n", __FILE__, __LINE__);
 498                 }
 499                 /* Change reference count of older address and free space in objstr ?? */
 500                 header->rcount = 1; //Not sure what would be the val
 501
 502                 /* Change ptr address in mhash table */
 503                 printf("DEBUG -> removing object oid = %d\n", transinfo->objmod[i]);
 504                 mhashRemove(transinfo->objmod[i]);
 505                 mhashInsert(transinfo->objmod[i], (transinfo->modptr + offset));
 506                 offset += sizeof(objheader_t) + classsize[header->type];
 507
 508                 /* Update object version number */
 509                 header = (objheader_t *) mhashSearch(transinfo->objmod[i]);
 510                 header->version += 1;
 511         }
 512         /* Unlock locked objects */
 513         for(i=0; i<transinfo->numlocked; i++) {
 514                 header = (objheader_t *) mhashSearch(transinfo->objlocked[i]);
 515                 header->status &= ~(LOCK);
 516         }
 517
 518         //TODO Update location lookup table
 519
 520         /* Send ack to coordinator */
 521         control = TRANS_SUCESSFUL;
 522         printf("DEBUG-> TRANS_SUCESSFUL\n");
 523         if(send((int)acceptfd, &control, sizeof(char), MSG_NOSIGNAL) < sizeof(char)) {
 524                 perror("Error sending ACK to coordinator\n");
 525         }
 526
 527         return 0;
 528 }
 529
 530
 531 int prefetchReq(int acceptfd) {
 532
 533         return 0;
 534 }