Scheduler/Scheduler.cc

   1 // $Id$
   2 //
   3 // Copyright (C) 2006
   4 // Fraunhofer Institut fuer offene Kommunikationssysteme (FOKUS)
   5 // Kompetenzzentrum fuer Satelitenkommunikation (SatCom)
   6 //     Stefan Bund <stefan.bund@fokus.fraunhofer.de>
   7 //
   8 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10 // the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11 // (at your option) any later version.
  12 //
  13 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16 // GNU General Public License for more details.
  17 //
  18 // You should have received a copy of the GNU General Public License
  19 // along with this program; if not, write to the
  20 // Free Software Foundation, Inc.,
  21 // 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
  22
  23 /** \file
  24     \brief Scheduler non-inline non-template implementation
  25
  26     \idea Implement signal handling (See source for more discussion
  27     about this)
  28
  29     \idea Multithreading support: To support multithreading, the
  30     static member Scheduler::instance() must return a thread-local
  31     value (that is Scheduler::instance() must allocate one Scheduler
  32     instance per thread). Another possibility would be to distribute
  33     the async load unto several threads (one scheduler for multiple
  34     threads)
  35  */
  36
  37 // Here a basic concept of how to add signal support to the scheduler:
  38 //
  39 // Every signal to be reported by the scheduler will be asigned a
  40 // generic signal handler by the scheduler. This signal handler will
  41 // use longjmp (juck) to report this signal back to the scheduler
  42 // main-loop.
  43 //
  44 // To make this safe, the main-loop will look something like:
  45 //
  46 //     int signal = setjmp(jmpBuffer_);
  47 //     if (signal == 0) {
  48 //         // unblock all signals which are registered with the
  49 //         // scheduler
  50 //         // call epoll
  51 //         // block all relevant signals again
  52 //     }
  53 //
  54 //     // now handle the event
  55 //
  56 // The signal handler is then simply defined as
  57 //
  58 //     static void Scheduler::sigHandler(int signal)
  59 //     {
  60 //         // make sure to restore the signal handler here if
  61 //         // necessary
  62 //         longjmp(Scheduler::instance().jmpBuffer_,signal);
  63 //     }
  64 //
  65 // You should use sigaction to register the signal handlers and define
  66 // a sa_mask so all Scheduler-registered signals are automatically
  67 // *blocked* whenever one of the signals is called (including the
  68 // called signal!) (This also means, we will have to re-register all
  69 // signals if we change the registration of some signal since the
  70 // sa_mask changes). This ensures, that no two signals can be
  71 // delivered on top of each other. And of course any signal registered
  72 // with the scheduler must be blocked as soon as it is registered with
  73 // the scheduler.
  74
  75 #include "Scheduler.hh"
  76 //#include "Scheduler.ih"
  77
  78 // Custom includes
  79 #include <errno.h>
  80 #include <sys/epoll.h>
  81 #include "Utils/Exception.hh"
  82 #include "Utils/MicroTime.hh"
  83
  84 static const int EPollInitialSize = 16;
  85
  86 #define prefix_
  87 ///////////////////////////////cc.p////////////////////////////////////////
  88
  89 prefix_ senf::Scheduler::Scheduler & senf::Scheduler::instance()
  90 {
  91     static Scheduler instance;
  92     return instance;
  93 }
  94
  95 prefix_ void senf::Scheduler::timeout(unsigned long timeout, TimerCallback const & cb)
  96 {
  97     timerQueue_.push(TimerSpec(now()+1000*timeout,cb));
  98 }
  99
 100 prefix_ senf::Scheduler::Scheduler()
 101     : epollFd_(epoll_create(EPollInitialSize))
 102 {
 103     if (epollFd_<0)
 104         throw SystemException(errno);
 105 }
 106
 107 prefix_ void senf::Scheduler::do_add(int fd, SimpleCallback const & cb, int eventMask)
 108 {
 109     FdTable::iterator i (fdTable_.find(fd));
 110     int action (EPOLL_CTL_MOD);
 111     if (i == fdTable_.end()) {
 112         action = EPOLL_CTL_ADD;
 113         i = fdTable_.insert(std::make_pair(fd, EventSpec())).first;
 114     }
 115
 116     if (eventMask & EV_READ)  i->second.cb_read = cb;
 117     if (eventMask & EV_PRIO)  i->second.cb_prio = cb;
 118     if (eventMask & EV_WRITE) i->second.cb_write = cb;
 119
 120     epoll_event ev;
 121     memset(&ev,0,sizeof(ev));
 122     ev.events = i->second.epollMask();
 123     ev.data.fd = fd;
 124
 125     if (epoll_ctl(epollFd_, action, fd, &ev)<0)
 126         throw SystemException(errno);
 127 }
 128
 129 prefix_ void senf::Scheduler::do_remove(int fd, int eventMask)
 130 {
 131     FdTable::iterator i (fdTable_.find(fd));
 132     if (i == fdTable_.end())
 133         return;
 134
 135     if (eventMask & EV_READ)  i->second.cb_read = 0;
 136     if (eventMask & EV_PRIO)  i->second.cb_prio = 0;
 137     if (eventMask & EV_WRITE) i->second.cb_write = 0;
 138
 139     epoll_event ev;
 140     memset(&ev,0,sizeof(ev));
 141     ev.events = i->second.epollMask();
 142     ev.data.fd = fd;
 143
 144     int action (EPOLL_CTL_MOD);
 145     if (ev.events==0) {
 146         action = EPOLL_CTL_DEL;
 147         fdTable_.erase(i);
 148     }
 149
 150     if (epoll_ctl(epollFd_, action, fd, &ev)<0)
 151         throw SystemException(errno);
 152 }
 153
 154
 155 prefix_ int senf::Scheduler::EventSpec::epollMask()
 156     const
 157 {
 158     int mask (0);
 159     if (cb_read)  mask |= EPOLLIN;
 160     if (cb_prio)  mask |= EPOLLPRI;
 161     if (cb_write) mask |= EPOLLOUT;
 162     return mask;
 163 }
 164
 165 prefix_ void senf::Scheduler::process()
 166 {
 167     terminate_ = false;
 168     while (! terminate_) {
 169
 170         MicroTime timeNow = now();
 171         while ( ! timerQueue_.empty() && timerQueue_.top().timeout <= timeNow ) {
 172             timerQueue_.top().cb();
 173             timerQueue_.pop();
 174         }
 175         if (terminate_)
 176             return;
 177         int timeout = timerQueue_.empty() ? -1 : int((timerQueue_.top().timeout - timeNow)/1000);
 178
 179         struct epoll_event ev;
 180         int events = epoll_wait(epollFd_, &ev, 1, timeout);
 181         if (events<0)
 182             // Hmm ... man epoll says, it will NOT return with EINTR. I hope, this is true :-)
 183             throw SystemException(errno);
 184         if (events==0)
 185             // Timeout .. the handler will be run when going back to the loop top
 186             continue;
 187
 188         FdTable::iterator i = fdTable_.find(ev.data.fd);
 189         BOOST_ASSERT (i != fdTable_.end() );
 190         // \todo Make this more efficient. Instead of copying the event-spec it should be
 191         // revalidated by monitoring add/remove calls
 192         EventSpec spec (i->second);
 193
 194         unsigned extraFlags (0);
 195         if (ev.events & EPOLLHUP) extraFlags |= EV_HUP;
 196         if (ev.events & EPOLLERR) extraFlags |= EV_ERR;
 197
 198         if (ev.events & EPOLLIN) {
 199             BOOST_ASSERT(spec.cb_read);
 200             spec.cb_read(EventId(EV_READ | extraFlags));
 201         }
 202         else if (ev.events & EPOLLPRI) {
 203             BOOST_ASSERT(spec.cb_prio);
 204             spec.cb_prio(EventId(EV_PRIO | extraFlags));
 205         }
 206         else if (ev.events & EPOLLOUT) {
 207             BOOST_ASSERT(spec.cb_write);
 208             spec.cb_write(EventId(EV_WRITE | extraFlags));
 209         }
 210         else {
 211             // This branch is only taken, if HUP or ERR is signaled but none of IN/OUT/PRI.
 212             // In this case we will signal all registered callbacks. The callbacks must be
 213             // prepared to be called multiple times if they are registered to more than
 214             // one event.
 215             if (spec.cb_write)
 216                 spec.cb_write(EventId(extraFlags));
 217             if (spec.cb_prio)
 218                 spec.cb_prio(EventId(extraFlags));
 219             if (spec.cb_read)
 220                 spec.cb_read(EventId(extraFlags));
 221         }
 222     }
 223 }
 224
 225 ///////////////////////////////cc.e////////////////////////////////////////
 226 #undef prefix_
 227
 228 \f
 229 // Local Variables:
 230 // mode: c++
 231 // fill-column: 100
 232 // c-file-style: "senf"
 233 // indent-tabs-mode: nil
 234 // ispell-local-dictionary: "american"
 235 // compile-command: "scons -u test"
 236 // End: