420f5d2179135893a13c0142d9cc5da4fcb337cc
[akaros.git] / tests / epoll_server.c
1 /* Copyright (c) 2014 The Regents of the University of California
2  * Copyright (c) 2015 Google, Inc.
3  * Barret Rhoden <brho@cs.berkeley.edu>
4  * See LICENSE for details.
5  *
6  * Echo server using epoll, runs on port 23.  Main purpose is epoll testing.
7  *
8  * If you want to build the BSD sockets version, you need to comment out the
9  * #define for PLAN9NET. */
10
11 /* Comment this out for BSD sockets */
12 #define PLAN9NET
13
14 #include <stdlib.h>
15 #include <stdio.h>
16 #include <parlib/parlib.h>
17 #include <unistd.h>
18 #include <parlib/event.h>
19 #include <benchutil/measure.h>
20 #include <parlib/uthread.h>
21 #include <parlib/timing.h>
22
23 #include <sys/types.h>
24 #include <sys/stat.h>
25 #include <fcntl.h>
26
27 #include <sys/epoll.h>
28
29 #ifdef PLAN9NET
30
31 #include <iplib/iplib.h>
32
33 #else
34
35 #include <sys/types.h>
36 #include <sys/socket.h>
37 #include <netinet/in.h>
38 #include <arpa/inet.h>
39
40 #endif
41
42 int main()
43 {
44         int ret;
45         int afd, dfd, lcfd, listen_fd;
46         char adir[40], ldir[40];
47         int n;
48         char buf[256];
49         /* We'll use this to see if we actually did epoll_waits instead of blocking
50          * calls.  It's not 100%, but with a human on the other end, it should be
51          * fine. */
52         bool has_epolled = FALSE;
53
54 #ifdef PLAN9NET
55         printf("Using Plan 9's networking stack\n");
56         /* This clones a conversation (opens /net/tcp/clone), then reads the cloned
57          * fd (which is the ctl) to givure out the conv number (the line), then
58          * writes "announce [addr]" into ctl.  This "announce" command often has a
59          * "bind" in it too.  plan9 bind just sets the local addr/port.  TCP
60          * announce also does this.  Returns the ctlfd. */
61         afd = announce9("tcp!*!23", adir, O_NONBLOCK);
62
63         if (afd < 0) {
64                 perror("Announce failure");
65                 return -1;
66         }
67         printf("Announced on line %s\n", adir);
68 #else
69         printf("Using the BSD socket shims over Plan 9's networking stack\n");
70         int srv_socket, con_socket;
71         struct sockaddr_in dest, srv = {0};
72         srv.sin_family = AF_INET;
73         srv.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
74         srv.sin_port = htons(23);
75         socklen_t socksize = sizeof(struct sockaddr_in);
76
77         /* Equiv to cloning a converstation in plan 9.  The shim returns the data FD
78          * for the conversation. */
79         srv_socket = socket(AF_INET, SOCK_STREAM | SOCK_NONBLOCK, 0);
80         if (srv_socket < 0) {
81                 perror("Socket failure");
82                 return -1;
83         }
84         /* bind + listen is equiv to announce() in plan 9.  Note that the "bind"
85          * command is used, unlike in the plan9 announce. */
86         /* Binds our socket to the given addr/port in srv. */
87         ret = bind(srv_socket, (struct sockaddr*)&srv, sizeof(struct sockaddr_in));
88         if (ret < 0) {
89                 perror("Bind failure");
90                 return -1;
91         }
92         /* marks the socket as a listener/server */
93         ret = listen(srv_socket, 1);
94         if (ret < 0) {
95                 perror("Listen failure");
96                 return -1;
97         }
98         printf("Listened on port %d\n", ntohs(srv.sin_port));
99 #endif
100
101         /* at this point, the server has done all the prep necessary to be able to
102          * sleep/block/wait on an incoming connection. */
103         #define EP_SET_SZ 10    /* this is actually the ID of the largest FD */
104         int epfd = epoll_create(EP_SET_SZ);
105         struct epoll_event ep_ev;
106         struct epoll_event results[EP_SET_SZ];
107
108         if (epfd < 0) {
109                 perror("epoll_create");
110                 exit(-1);
111         }
112         ep_ev.events = EPOLLIN | EPOLLET;
113
114 #ifdef PLAN9NET
115
116         snprintf(buf, sizeof(buf), "%s/listen", adir);
117         listen_fd = open(buf, O_PATH);
118         if (listen_fd < 0){
119                 perror("listen fd");
120                 return -1;
121         }
122         ep_ev.data.fd = listen_fd;
123         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &ep_ev)) {
124                 perror("epoll_ctl_add listen");
125                 exit(-1);
126         }
127         has_epolled = FALSE;
128         while (1) {
129                 /* Opens the conversation's listen file.  This blocks til someone
130                  * connects.  When they do, a new conversation is created, and that open
131                  * returned an FD for the new conv's ctl.  listen() reads that to find
132                  * out the conv number (the line) for this new conv.  listen() returns
133                  * the ctl for this new conv.
134                  *
135                  * Non-block is for the new connection.  Not the act of listening. */
136                 lcfd = listen9(adir, ldir, O_NONBLOCK);
137                 if (lcfd >= 0)
138                         break;
139                 if (errno != EAGAIN) {
140                         perror("Listen failure");
141                         return -1;
142                 }
143                 if (epoll_wait(epfd, results, EP_SET_SZ, -1) != 1) {
144                         perror("epoll_wait");
145                         exit(-1);
146                 }
147                 has_epolled = TRUE;
148                 assert(results[0].data.fd == listen_fd);
149                 assert(results[0].events == EPOLLIN);
150         }
151         printf("Listened and got line %s\n", ldir);
152         assert(has_epolled);
153
154         /* No longer need listen_fd.  You should CTL_DEL before closing. */
155         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, listen_fd, &ep_ev)) {
156                 perror("epoll_ctl_del");
157                 exit(-1);
158         }
159         close(listen_fd);
160
161         /* Writes "accept [NUM]" into the ctlfd, then opens the conv's data file and
162          * returns that fd.  Writing "accept" is a noop for most of our protocols.
163          * */
164         dfd = accept9(lcfd, ldir);
165         if (dfd < 0) {
166                 perror("Accept failure");
167                 return -1;
168         }
169
170 #else
171
172         ep_ev.data.fd = srv_socket;
173         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, srv_socket, &ep_ev)) {
174                 perror("epoll_ctl_add srv_socket");
175                 exit(-1);
176         }
177         has_epolled = FALSE;
178         while (1) {
179                 /* returns an FD for a new socket. */
180                 dfd = accept(srv_socket, (struct sockaddr*)&dest, &socksize);
181                 if (dfd >= 0)
182                         break;
183                 if (errno != EAGAIN) {
184                         perror("Accept failure");
185                         return -1;
186                 }
187                 if (epoll_wait(epfd, results, EP_SET_SZ, -1) != 1) {
188                         perror("epoll_wait");
189                         exit(-1);
190                 }
191                 has_epolled = TRUE;
192                 assert(results[0].data.fd == srv_socket);
193                 assert(results[0].events == EPOLLIN);
194         }
195         printf("Accepted and got dfd %d\n", dfd);
196         assert(has_epolled);
197         /* In lieu of accept4, we set the new socket's nonblock status manually */
198         ret = fcntl(dfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
199         if (ret < 0) {
200                 perror("setfl dfd");
201                 exit(-1);
202         }
203         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, srv_socket, &ep_ev)) {
204                 perror("epoll_ctl_del");
205                 while (1);
206                 exit(-1);
207         }
208
209 #endif
210
211         ep_ev.data.fd = dfd;
212         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, dfd, &ep_ev)) {
213                 perror("epoll_ctl_add dvd");
214                 exit(-1);
215         }
216         /* echo until EOF */
217         has_epolled = FALSE;
218         printf("Server read: ");
219         while (1) {
220                 while ((n = read(dfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
221                         for (int i = 0; i < n; i++)
222                                 printf("%c", buf[i]);
223                         fflush(stdout);
224                         /* Should epoll on this direction too. */
225                         if (write(dfd, buf, n) < 0) {
226                                 perror("writing");
227                                 exit(-1);
228                         }
229                 }
230                 if (n == 0)
231                         break;
232                 if (epoll_wait(epfd, results, EP_SET_SZ, -1) != 1) {
233                         perror("epoll_wait 2");
234                         exit(-1);
235                 }
236                 has_epolled = TRUE;
237                 assert(results[0].data.fd == dfd);
238                 /* you might get a HUP, but keep on reading! */
239         }
240         assert(has_epolled);
241         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, dfd, &ep_ev)) {
242                 perror("epoll_ctl_del dfd");
243                 exit(-1);
244         }
245
246 #ifdef PLAN9NET
247         close(dfd);             /* data fd for the new conv, from listen */
248         close(lcfd);    /* ctl fd for the new conv, from listen */
249         close(afd);             /* ctl fd for the listening conv */
250 #else
251         close(dfd);             /* new connection socket, from accept */
252         close(srv_socket);
253 #endif
254 }