net: Fixup iplib based on the O_NONBLOCK rules
[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, 0);
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         /* This is a little subtle.  We're putting a tap on the listen file /
123          * listen_fd.  When this fires, we get an event because of that listen_fd.
124          * But we don't actually listen or do anything to that listen_fd.  It's
125          * solely for monitoring.  We open a path, below, and we'll reattempt to do
126          * *that* operation when someone tells us that our listen tap fires. */
127         ep_ev.data.fd = listen_fd;
128         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, listen_fd, &ep_ev)) {
129                 perror("epoll_ctl_add listen");
130                 exit(-1);
131         }
132         has_epolled = FALSE;
133         while (1) {
134                 /* Opens the conversation's listen file.  This blocks til someone
135                  * connects.  When they do, a new conversation is created, and that open
136                  * returned an FD for the new conv's ctl.  listen() reads that to find
137                  * out the conv number (the line) for this new conv.  listen() returns
138                  * the ctl for this new conv.
139                  *
140                  * Non-block is for the act of listening, and applies to lcfd. */
141                 lcfd = listen9(adir, ldir, O_NONBLOCK);
142                 if (lcfd >= 0)
143                         break;
144                 if (errno != EAGAIN) {
145                         perror("Listen failure");
146                         return -1;
147                 }
148                 if (epoll_wait(epfd, results, EP_SET_SZ, -1) != 1) {
149                         perror("epoll_wait");
150                         exit(-1);
151                 }
152                 has_epolled = TRUE;
153                 assert(results[0].data.fd == listen_fd);
154                 assert(results[0].events == EPOLLIN);
155         }
156         printf("Listened and got line %s\n", ldir);
157         assert(has_epolled);
158
159         /* No longer need listen_fd.  You should CTL_DEL before closing. */
160         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, listen_fd, &ep_ev)) {
161                 perror("epoll_ctl_del");
162                 exit(-1);
163         }
164         close(listen_fd);
165
166         /* Writes "accept [NUM]" into the ctlfd, then opens the conv's data file and
167          * returns that fd.  Writing "accept" is a noop for most of our protocols.
168          * */
169         dfd = accept9(lcfd, ldir);
170         if (dfd < 0) {
171                 perror("Accept failure");
172                 return -1;
173         }
174
175 #else
176
177         ep_ev.data.fd = srv_socket;
178         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, srv_socket, &ep_ev)) {
179                 perror("epoll_ctl_add srv_socket");
180                 exit(-1);
181         }
182         has_epolled = FALSE;
183         while (1) {
184                 /* returns an FD for a new socket. */
185                 dfd = accept(srv_socket, (struct sockaddr*)&dest, &socksize);
186                 if (dfd >= 0)
187                         break;
188                 if (errno != EAGAIN) {
189                         perror("Accept failure");
190                         return -1;
191                 }
192                 if (epoll_wait(epfd, results, EP_SET_SZ, -1) != 1) {
193                         perror("epoll_wait");
194                         exit(-1);
195                 }
196                 has_epolled = TRUE;
197                 assert(results[0].data.fd == srv_socket);
198                 assert(results[0].events == EPOLLIN);
199         }
200         printf("Accepted and got dfd %d\n", dfd);
201         assert(has_epolled);
202         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, srv_socket, &ep_ev)) {
203                 perror("epoll_ctl_del");
204                 while (1);
205                 exit(-1);
206         }
207
208 #endif
209
210         /* In lieu of accept4, we set the new socket's nonblock status manually.
211          * Both OSs do this.  */
212         ret = fcntl(dfd, F_SETFL, O_NONBLOCK);
213         if (ret < 0) {
214                 perror("setfl dfd");
215                 exit(-1);
216         }
217         ep_ev.data.fd = dfd;
218         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_ADD, dfd, &ep_ev)) {
219                 perror("epoll_ctl_add dvd");
220                 exit(-1);
221         }
222         /* echo until EOF */
223         has_epolled = FALSE;
224         printf("Server read: ");
225         while (1) {
226                 while ((n = read(dfd, buf, sizeof(buf))) > 0) {
227                         for (int i = 0; i < n; i++)
228                                 printf("%c", buf[i]);
229                         fflush(stdout);
230                         /* Should epoll on this direction too. */
231                         if (write(dfd, buf, n) < 0) {
232                                 perror("writing");
233                                 exit(-1);
234                         }
235                 }
236                 if (n == 0)
237                         break;
238                 if (epoll_wait(epfd, results, EP_SET_SZ, -1) != 1) {
239                         perror("epoll_wait 2");
240                         exit(-1);
241                 }
242                 has_epolled = TRUE;
243                 assert(results[0].data.fd == dfd);
244                 /* you might get a HUP, but keep on reading! */
245         }
246         assert(has_epolled);
247         if (epoll_ctl(epfd, EPOLL_CTL_DEL, dfd, &ep_ev)) {
248                 perror("epoll_ctl_del dfd");
249                 exit(-1);
250         }
251
252 #ifdef PLAN9NET
253         close(dfd);             /* data fd for the new conv, from listen */
254         close(lcfd);    /* ctl fd for the new conv, from listen */
255         close(afd);             /* ctl fd for the listening conv */
256 #else
257         close(dfd);             /* new connection socket, from accept */
258         close(srv_socket);
259 #endif
260 }