Fix multihop
[nepi.git] / src / nepi / resources / linux / application.py
1 #
2 #    NEPI, a framework to manage network experiments
3 #    Copyright (C) 2013 INRIA
4 #
5 #    This program is free software: you can redistribute it and/or modify
6 #    it under the terms of the GNU General Public License as published by
7 #    the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
8 #    (at your option) any later version.
9 #
10 #    This program is distributed in the hope that it will be useful,
11 #    but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12 #    MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
13 #    GNU General Public License for more details.
14 #
15 #    You should have received a copy of the GNU General Public License
16 #    along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
17 #
18 # Author: Alina Quereilhac <alina.quereilhac@inria.fr>
19
20 from nepi.execution.attribute import Attribute, Flags, Types
21 from nepi.execution.trace import Trace, TraceAttr
22 from nepi.execution.resource import ResourceManager, clsinit_copy, \
23         ResourceState, reschedule_delay
24 from nepi.resources.linux.node import LinuxNode
25 from nepi.util.sshfuncs import ProcStatus
26 from nepi.util.timefuncs import tnow, tdiffsec
27
28 import os
29 import subprocess
30
31 # TODO: Resolve wildcards in commands!!
32 # TODO: When a failure occurs during deployment, scp and ssh processes are left running behind!!
33
34 @clsinit_copy
35 class LinuxApplication(ResourceManager):
36     """
37     .. class:: Class Args :
38       
39         :param ec: The Experiment controller
40         :type ec: ExperimentController
41         :param guid: guid of the RM
42         :type guid: int
43
44     .. note::
45
46         A LinuxApplication RM represents a process that can be executed in
47         a remote Linux host using SSH.
48
49         The LinuxApplication RM takes care of uploadin sources and any files
50         needed to run the experiment, to the remote host. 
51         It also allows to provide source compilation (build) and installation 
52         instructions, and takes care of automating the sources build and 
53         installation tasks for the user.
54
55         It is important to note that files uploaded to the remote host have
56         two possible scopes: single-experiment or multi-experiment.
57         Single experiment files are those that will not be re-used by other 
58         experiments. Multi-experiment files are those that will.
59         Sources and shared files are always made available to all experiments.
60
61         Directory structure:
62
63         The directory structure used by LinuxApplication RM at the Linux
64         host is the following:
65
66         ${HOME}/.nepi/nepi-usr --> Base directory for multi-experiment files
67                       |
68         ${LIB}        |- /lib --> Base directory for libraries
69         ${BIN}        |- /bin --> Base directory for binary files
70         ${SRC}        |- /src --> Base directory for sources
71         ${SHARE}      |- /share --> Base directory for other files
72
73         ${HOME}/.nepi/nepi-exp --> Base directory for single-experiment files
74                       |
75         ${EXP_HOME}   |- /<exp-id>  --> Base directory for experiment exp-id
76                           |
77         ${APP_HOME}       |- /<app-guid> --> Base directory for application 
78                                |     specific files (e.g. command.sh, input)
79                                | 
80         ${RUN_HOME}            |- /<run-id> --> Base directory for run specific
81
82     """
83
84     _rtype = "LinuxApplication"
85     _help = "Runs an application on a Linux host with a BASH command "
86     _backend_type = "linux"
87
88     @classmethod
89     def _register_attributes(cls):
90         command = Attribute("command", "Command to execute at application start. "
91                 "Note that commands will be executed in the ${RUN_HOME} directory, "
92                 "make sure to take this into account when using relative paths. ", 
93                 flags = Flags.Design)
94         forward_x11 = Attribute("forwardX11", "Enables X11 forwarding for SSH connections", 
95                 flags = Flags.Design)
96         env = Attribute("env", "Environment variables string for command execution",
97                 flags = Flags.Design)
98         sudo = Attribute("sudo", "Run with root privileges", 
99                 flags = Flags.Design)
100         depends = Attribute("depends", 
101                 "Space-separated list of packages required to run the application",
102                 flags = Flags.Design)
103         sources = Attribute("sources", 
104                 "semi-colon separated list of regular files to be uploaded to ${SRC} "
105                 "directory prior to building. Archives won't be expanded automatically. "
106                 "Sources are globally available for all experiments unless "
107                 "cleanHome is set to True (This will delete all sources). ",
108                 flags = Flags.Design)
109         files = Attribute("files", 
110                 "semi-colon separated list of regular miscellaneous files to be uploaded "
111                 "to ${SHARE} directory. "
112                 "Files are globally available for all experiments unless "
113                 "cleanHome is set to True (This will delete all files). ",
114                 flags = Flags.Design)
115         libs = Attribute("libs", 
116                 "semi-colon separated list of libraries (e.g. .so files) to be uploaded "
117                 "to ${LIB} directory. "
118                 "Libraries are globally available for all experiments unless "
119                 "cleanHome is set to True (This will delete all files). ",
120                 flags = Flags.Design)
121         bins = Attribute("bins", 
122                 "semi-colon separated list of binary files to be uploaded "
123                 "to ${BIN} directory. "
124                 "Binaries are globally available for all experiments unless "
125                 "cleanHome is set to True (This will delete all files). ",
126                 flags = Flags.Design)
127         code = Attribute("code", 
128                 "Plain text source code to be uploaded to the ${APP_HOME} directory. ",
129                 flags = Flags.Design)
130         build = Attribute("build", 
131                 "Build commands to execute after deploying the sources. "
132                 "Sources are uploaded to the ${SRC} directory and code "
133                 "is uploaded to the ${APP_HOME} directory. \n"
134                 "Usage example: tar xzf ${SRC}/my-app.tgz && cd my-app && "
135                 "./configure && make && make clean.\n"
136                 "Make sure to make the build commands return with a nonzero exit "
137                 "code on error.",
138                 flags = Flags.Design)
139         install = Attribute("install", 
140                 "Commands to transfer built files to their final destinations. "
141                 "Install commands are executed after build commands. ",
142                 flags = Flags.Design)
143         stdin = Attribute("stdin", "Standard input for the 'command'", 
144                 flags = Flags.Design)
145         tear_down = Attribute("tearDown", "Command to be executed just before " 
146                 "releasing the resource", 
147                 flags = Flags.Design)
148
149         cls._register_attribute(command)
150         cls._register_attribute(forward_x11)
151         cls._register_attribute(env)
152         cls._register_attribute(sudo)
153         cls._register_attribute(depends)
154         cls._register_attribute(sources)
155         cls._register_attribute(code)
156         cls._register_attribute(files)
157         cls._register_attribute(bins)
158         cls._register_attribute(libs)
159         cls._register_attribute(build)
160         cls._register_attribute(install)
161         cls._register_attribute(stdin)
162         cls._register_attribute(tear_down)
163
164     @classmethod
165     def _register_traces(cls):
166         stdout = Trace("stdout", "Standard output stream", enabled = True)
167         stderr = Trace("stderr", "Standard error stream", enabled = True)
168
169         cls._register_trace(stdout)
170         cls._register_trace(stderr)
171
172     def __init__(self, ec, guid):
173         super(LinuxApplication, self).__init__(ec, guid)
174         self._pid = None
175         self._ppid = None
176         self._home = "app-%s" % self.guid
177         # whether the command should run in foreground attached
178         # to a terminal
179         self._in_foreground = False
180
181         # whether to use sudo to kill the application process
182         self._sudo_kill = False
183
184         # keep a reference to the running process handler when 
185         # the command is not executed as remote daemon in background
186         self._proc = None
187
188         # timestamp of last state check of the application
189         self._last_state_check = tnow()
190         
191     def log_message(self, msg):
192         return " guid %d - host %s - %s " % (self.guid, 
193                 self.node.get("hostname"), msg)
194
195     @property
196     def node(self):
197         node = self.get_connected(LinuxNode.get_rtype())
198         if node: return node[0]
199         return None
200
201     @property
202     def app_home(self):
203         return os.path.join(self.node.exp_home, self._home)
204
205     @property
206     def run_home(self):
207         return os.path.join(self.app_home, self.ec.run_id)
208
209     @property
210     def pid(self):
211         return self._pid
212
213     @property
214     def ppid(self):
215         return self._ppid
216
217     @property
218     def in_foreground(self):
219         """ Returns True if the command needs to be executed in foreground.
220         This means that command will be executed using 'execute' instead of
221         'run' ('run' executes a command in background and detached from the 
222         terminal)
223         
224         When using X11 forwarding option, the command can not run in background
225         and detached from a terminal, since we need to keep the terminal attached 
226         to interact with it.
227         """
228         return self.get("forwardX11") or self._in_foreground
229
230     def trace_filepath(self, filename):
231         return os.path.join(self.run_home, filename)
232
233     def trace(self, name, attr = TraceAttr.ALL, block = 512, offset = 0):
234         self.info("Retrieving '%s' trace %s " % (name, attr))
235
236         path = self.trace_filepath(name)
237         
238         command = "(test -f %s && echo 'success') || echo 'error'" % path
239         (out, err), proc = self.node.execute(command)
240
241         if (err and proc.poll()) or out.find("error") != -1:
242             msg = " Couldn't find trace %s " % name
243             self.error(msg, out, err)
244             return None
245     
246         if attr == TraceAttr.PATH:
247             return path
248
249         if attr == TraceAttr.ALL:
250             (out, err), proc = self.node.check_output(self.run_home, name)
251             
252             if proc.poll():
253                 msg = " Couldn't read trace %s " % name
254                 self.error(msg, out, err)
255                 return None
256
257             return out
258
259         if attr == TraceAttr.STREAM:
260             cmd = "dd if=%s bs=%d count=1 skip=%d" % (path, block, offset)
261         elif attr == TraceAttr.SIZE:
262             cmd = "stat -c%%s %s " % path
263
264         (out, err), proc = self.node.execute(cmd)
265
266         if proc.poll():
267             msg = " Couldn't find trace %s " % name
268             self.error(msg, out, err)
269             return None
270         
271         if attr == TraceAttr.SIZE:
272             out = int(out.strip())
273
274         return out
275
276     def do_provision(self):
277         # take a snapshot of the system if user is root
278         # to ensure that cleanProcess will not kill
279         # pre-existent processes
280         if self.node.get("username") == 'root':
281             import pickle
282             procs = dict()
283             ps_aux = "ps aux |awk '{print $2,$11}'"
284             (out, err), proc = self.node.execute(ps_aux)
285             if len(out) != 0:
286                 for line in out.strip().split("\n"):
287                     parts = line.strip().split(" ")
288                     procs[parts[0]] = parts[1]
289                 pickle.dump(procs, open("/tmp/save.proc", "wb"))
290             
291         # create run dir for application
292         self.node.mkdir(self.run_home)
293    
294         # List of all the provision methods to invoke
295         steps = [
296             # upload sources
297             self.upload_sources,
298             # upload files
299             self.upload_files,
300             # upload binaries
301             self.upload_binaries,
302             # upload libraries
303             self.upload_libraries,
304             # upload code
305             self.upload_code,
306             # upload stdin
307             self.upload_stdin,
308             # install dependencies
309             self.install_dependencies,
310             # build
311             self.build,
312             # Install
313             self.install]
314
315         command = []
316
317         # Since provisioning takes a long time, before
318         # each step we check that the EC is still 
319         for step in steps:
320             if self.ec.abort:
321                 self.debug("Interrupting provisioning. EC says 'ABORT")
322                 return
323             
324             ret = step()
325             if ret:
326                 command.append(ret)
327
328         # upload deploy script
329         deploy_command = ";".join(command)
330         self.execute_deploy_command(deploy_command)
331
332         # upload start script
333         self.upload_start_command()
334        
335         self.info("Provisioning finished")
336
337         super(LinuxApplication, self).do_provision()
338
339     def upload_start_command(self, overwrite = False):
340         # Upload command to remote bash script
341         # - only if command can be executed in background and detached
342         command = self.get("command")
343
344         if command and not self.in_foreground:
345             self.info("Uploading command '%s'" % command)
346
347             # replace application specific paths in the command
348             command = self.replace_paths(command)
349             
350             # replace application specific paths in the environment
351             env = self.get("env")
352             env = env and self.replace_paths(env)
353
354             shfile = os.path.join(self.app_home, "start.sh")
355
356             self.node.upload_command(command, 
357                     shfile = shfile,
358                     env = env,
359                     overwrite = overwrite)
360
361     def execute_deploy_command(self, command, prefix="deploy"):
362         if command:
363             # Upload the command to a bash script and run it
364             # in background ( but wait until the command has
365             # finished to continue )
366             shfile = os.path.join(self.app_home, "%s.sh" % prefix)
367             self.node.run_and_wait(command, self.run_home,
368                     shfile = shfile, 
369                     overwrite = False,
370                     pidfile = "%s_pidfile" % prefix, 
371                     ecodefile = "%s_exitcode" % prefix, 
372                     stdout = "%s_stdout" % prefix, 
373                     stderr = "%s_stderr" % prefix)
374
375     def upload_sources(self, sources = None, src_dir = None):
376         if not sources:
377             sources = self.get("sources")
378    
379         command = ""
380
381         if not src_dir:
382             src_dir = self.node.src_dir
383
384         if sources:
385             self.info("Uploading sources ")
386
387             sources = map(str.strip, sources.split(";"))
388
389             # Separate sources that should be downloaded from 
390             # the web, from sources that should be uploaded from
391             # the local machine
392             command = []
393             for source in list(sources):
394                 if source.startswith("http") or source.startswith("https"):
395                     # remove the hhtp source from the sources list
396                     sources.remove(source)
397
398                     command.append( " ( " 
399                             # Check if the source already exists
400                             " ls %(src_dir)s/%(basename)s "
401                             " || ( "
402                             # If source doesn't exist, download it and check
403                             # that it it downloaded ok
404                             "   wget -c --directory-prefix=%(src_dir)s %(source)s && "
405                             "   ls %(src_dir)s/%(basename)s "
406                             " ) ) " % {
407                                 "basename": os.path.basename(source),
408                                 "source": source,
409                                 "src_dir": src_dir
410                                 })
411
412             command = " && ".join(command)
413
414             # replace application specific paths in the command
415             command = self.replace_paths(command)
416        
417             if sources:
418                 sources = ';'.join(sources)
419                 self.node.upload(sources, src_dir, overwrite = False)
420
421         return command
422
423     def upload_files(self, files = None):
424         if not files:
425             files = self.get("files")
426
427         if files:
428             self.info("Uploading files %s " % files)
429             self.node.upload(files, self.node.share_dir, overwrite = False)
430
431     def upload_libraries(self, libs = None):
432         if not libs:
433             libs = self.get("libs")
434
435         if libs:
436             self.info("Uploading libraries %s " % libaries)
437             self.node.upload(libs, self.node.lib_dir, overwrite = False)
438
439     def upload_binaries(self, bins = None):
440         if not bins:
441             bins = self.get("bins")
442
443         if bins:
444             self.info("Uploading binaries %s " % binaries)
445             self.node.upload(bins, self.node.bin_dir, overwrite = False)
446
447     def upload_code(self, code = None):
448         if not code:
449             code = self.get("code")
450
451         if code:
452             self.info("Uploading code")
453
454             dst = os.path.join(self.app_home, "code")
455             self.node.upload(code, dst, overwrite = False, text = True)
456
457     def upload_stdin(self, stdin = None):
458         if not stdin:
459            stdin = self.get("stdin")
460
461         if stdin:
462             # create dir for sources
463             self.info("Uploading stdin")
464             
465             # upload stdin file to ${SHARE_DIR} directory
466             if os.path.isfile(stdin):
467                 basename = os.path.basename(stdin)
468                 dst = os.path.join(self.node.share_dir, basename)
469             else:
470                 dst = os.path.join(self.app_home, "stdin")
471
472             self.node.upload(stdin, dst, overwrite = False, text = True)
473
474             # create "stdin" symlink on ${APP_HOME} directory
475             command = "( cd %(app_home)s ; [ ! -f stdin ] &&  ln -s %(stdin)s stdin )" % ({
476                 "app_home": self.app_home, 
477                 "stdin": dst })
478
479             return command
480
481     def install_dependencies(self, depends = None):
482         if not depends:
483             depends = self.get("depends")
484
485         if depends:
486             self.info("Installing dependencies %s" % depends)
487             return self.node.install_packages_command(depends)
488
489     def build(self, build = None):
490         if not build:
491             build = self.get("build")
492
493         if build:
494             self.info("Building sources ")
495             
496             # replace application specific paths in the command
497             return self.replace_paths(build)
498
499     def install(self, install = None):
500         if not install:
501             install = self.get("install")
502
503         if install:
504             self.info("Installing sources ")
505
506             # replace application specific paths in the command
507             return self.replace_paths(install)
508
509     def do_deploy(self):
510         # Wait until node is associated and deployed
511         node = self.node
512         if not node or node.state < ResourceState.READY:
513             self.debug("---- RESCHEDULING DEPLOY ---- node state %s " % self.node.state )
514             self.ec.schedule(reschedule_delay, self.deploy)
515         else:
516             command = self.get("command") or ""
517             self.info("Deploying command '%s' " % command)
518             self.do_discover()
519             self.do_provision()
520
521             super(LinuxApplication, self).do_deploy()
522    
523     def do_start(self):
524         command = self.get("command")
525
526         self.info("Starting command '%s'" % command)
527
528         if not command:
529             # If no command was given (i.e. Application was used for dependency
530             # installation), then the application is directly marked as STOPPED
531             super(LinuxApplication, self).set_stopped()
532         else:
533             if self.in_foreground:
534                 self._run_in_foreground()
535             else:
536                 self._run_in_background()
537
538             super(LinuxApplication, self).do_start()
539
540     def _run_in_foreground(self):
541         command = self.get("command")
542         sudo = self.get("sudo") or False
543         x11 = self.get("forwardX11")
544         env = self.get("env")
545
546         # Command will be launched in foreground and attached to the
547         # terminal using the node 'execute' in non blocking mode.
548
549         # We save the reference to the process in self._proc 
550         # to be able to kill the process from the stop method.
551         # We also set blocking = False, since we don't want the
552         # thread to block until the execution finishes.
553         (out, err), self._proc = self.execute_command(command, 
554                 env = env,
555                 sudo = sudo,
556                 forward_x11 = x11,
557                 blocking = False)
558
559         if self._proc.poll():
560             self.error(msg, out, err)
561             raise RuntimeError, msg
562
563     def _run_in_background(self):
564         command = self.get("command")
565         env = self.get("env")
566         sudo = self.get("sudo") or False
567
568         stdout = "stdout"
569         stderr = "stderr"
570         stdin = os.path.join(self.app_home, "stdin") if self.get("stdin") \
571                 else None
572
573         # Command will be run as a daemon in baground and detached from any
574         # terminal.
575         # The command to run was previously uploaded to a bash script
576         # during deployment, now we launch the remote script using 'run'
577         # method from the node.
578         cmd = "bash %s" % os.path.join(self.app_home, "start.sh")
579         (out, err), proc = self.node.run(cmd, self.run_home, 
580             stdin = stdin, 
581             stdout = stdout,
582             stderr = stderr,
583             sudo = sudo)
584
585         # check if execution errors occurred
586         msg = " Failed to start command '%s' " % command
587         
588         if proc.poll():
589             self.error(msg, out, err)
590             raise RuntimeError, msg
591     
592         # Wait for pid file to be generated
593         pid, ppid = self.node.wait_pid(self.run_home)
594         if pid: self._pid = int(pid)
595         if ppid: self._ppid = int(ppid)
596
597         # If the process is not running, check for error information
598         # on the remote machine
599         if not self.pid or not self.ppid:
600             (out, err), proc = self.node.check_errors(self.run_home,
601                     stderr = stderr) 
602
603             # Out is what was written in the stderr file
604             if err:
605                 msg = " Failed to start command '%s' " % command
606                 self.error(msg, out, err)
607                 raise RuntimeError, msg
608     
609     def do_stop(self):
610         """ Stops application execution
611         """
612         command = self.get('command') or ''
613
614         if self.state == ResourceState.STARTED:
615         
616             self.info("Stopping command '%s' " % command)
617         
618             # If the command is running in foreground (it was launched using
619             # the node 'execute' method), then we use the handler to the Popen
620             # process to kill it. Else we send a kill signal using the pid and ppid
621             # retrieved after running the command with the node 'run' method
622             if self._proc:
623                 self._proc.kill()
624             else:
625                 # Only try to kill the process if the pid and ppid
626                 # were retrieved
627                 if self.pid and self.ppid:
628                     (out, err), proc = self.node.kill(self.pid, self.ppid,
629                             sudo = self._sudo_kill)
630
631                     # TODO: check if execution errors occurred
632                     if (proc and proc.poll()) or err:
633                         msg = " Failed to STOP command '%s' " % self.get("command")
634                         self.error(msg, out, err)
635         
636             super(LinuxApplication, self).do_stop()
637
638     def do_release(self):
639         self.info("Releasing resource")
640
641         self.do_stop()
642         
643         tear_down = self.get("tearDown")
644         if tear_down:
645             self.node.execute(tear_down)
646
647         hard_release = self.get("hardRelease")
648         if hard_release:
649             self.node.rmdir(self.app_home)
650
651         super(LinuxApplication, self).do_release()
652         
653     @property
654     def state(self):
655         """ Returns the state of the application
656         """
657         if self._state == ResourceState.STARTED:
658             if self.in_foreground:
659                 # Check if the process we used to execute the command
660                 # is still running ...
661                 retcode = self._proc.poll()
662
663                 # retcode == None -> running
664                 # retcode > 0 -> error
665                 # retcode == 0 -> finished
666                 if retcode:
667                     out = ""
668                     msg = " Failed to execute command '%s'" % self.get("command")
669                     err = self._proc.stderr.read()
670                     self.error(msg, out, err)
671                     self.do_fail()
672
673                 elif retcode == 0:
674                     self.set_stopped()
675             else:
676                 # We need to query the status of the command we launched in 
677                 # background. In order to avoid overwhelming the remote host and
678                 # the local processor with too many ssh queries, the state is only
679                 # requested every 'state_check_delay' seconds.
680                 state_check_delay = 0.5
681                 if tdiffsec(tnow(), self._last_state_check) > state_check_delay:
682                     if self.pid and self.ppid:
683                         # Make sure the process is still running in background
684                         status = self.node.status(self.pid, self.ppid)
685
686                         if status == ProcStatus.FINISHED:
687                             # If the program finished, check if execution
688                             # errors occurred
689                             (out, err), proc = self.node.check_errors(
690                                     self.run_home)
691
692                             if err:
693                                 msg = "Failed to execute command '%s'" % \
694                                         self.get("command")
695                                 self.error(msg, out, err)
696                                 self.do_fail()
697                             else:
698                                 self.set_stopped()
699
700                     self._last_state_check = tnow()
701
702         return self._state
703
704     def execute_command(self, command, 
705             env = None,
706             sudo = False,
707             forward_x11 = False,
708             blocking = False):
709
710         environ = ""
711         if env:
712             environ = self.node.format_environment(env, inline = True)
713         command = environ + command
714         command = self.replace_paths(command)
715
716         return self.node.execute(command,
717                 sudo = sudo,
718                 forward_x11 = forward_x11,
719                 blocking = blocking)
720
721     def replace_paths(self, command):
722         """
723         Replace all special path tags with shell-escaped actual paths.
724         """
725         return ( command
726             .replace("${USR}", self.node.usr_dir)
727             .replace("${LIB}", self.node.lib_dir)
728             .replace("${BIN}", self.node.bin_dir)
729             .replace("${SRC}", self.node.src_dir)
730             .replace("${SHARE}", self.node.share_dir)
731             .replace("${EXP}", self.node.exp_dir)
732             .replace("${EXP_HOME}", self.node.exp_home)
733             .replace("${APP_HOME}", self.app_home)
734             .replace("${RUN_HOME}", self.run_home)
735             .replace("${NODE_HOME}", self.node.node_home)
736             .replace("${HOME}", self.node.home_dir)
737             )
738
739     def valid_connection(self, guid):
740         # TODO: Validate!
741         return True
742