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, ResourceState, \
  23         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
  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-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-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
  89     @classmethod
  90     def _register_attributes(cls):
  91         command = Attribute("command", "Command to execute at application start. "
  92                 "Note that commands will be executed in the ${RUN_HOME} directory, "
  93                 "make sure to take this into account when using relative paths. ",
  94                 flags = Flags.ExecReadOnly)
  95         forward_x11 = Attribute("forwardX11", "Enables X11 forwarding for SSH connections",
  96                 flags = Flags.ExecReadOnly)
  97         env = Attribute("env", "Environment variables string for command execution",
  98                 flags = Flags.ExecReadOnly)
  99         sudo = Attribute("sudo", "Run with root privileges",
 100                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 101         depends = Attribute("depends",
 102                 "Space-separated list of packages required to run the application",
 103                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 104         sources = Attribute("sources",
 105                 "Space-separated list of regular files to be uploaded to ${SRC} "
 106                 "directory prior to building. Archives won't be expanded automatically. "
 107                 "Sources are globally available for all experiments unless "
 108                 "cleanHome is set to True (This will delete all sources). ",
 109                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 110         files = Attribute("files",
 111                 "Space-separated list of regular miscellaneous files to be uploaded "
 112                 "to ${SHARE} directory. "
 113                 "Files are globally available for all experiments unless "
 114                 "cleanHome is set to True (This will delete all files). ",
 115                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 116         libs = Attribute("libs",
 117                 "Space-separated list of libraries (e.g. .so files) to be uploaded "
 118                 "to ${LIB} directory. "
 119                 "Libraries are globally available for all experiments unless "
 120                 "cleanHome is set to True (This will delete all files). ",
 121                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 122         bins = Attribute("bins",
 123                 "Space-separated list of binary files to be uploaded "
 124                 "to ${BIN} directory. "
 125                 "Binaries are globally available for all experiments unless "
 126                 "cleanHome is set to True (This will delete all files). ",
 127                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 128         code = Attribute("code",
 129                 "Plain text source code to be uploaded to the ${APP_HOME} directory. ",
 130                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 131         build = Attribute("build",
 132                 "Build commands to execute after deploying the sources. "
 133                 "Sources are uploaded to the ${SRC} directory and code "
 134                 "is uploaded to the ${APP_HOME} directory. \n"
 135                 "Usage example: tar xzf ${SRC}/my-app.tgz && cd my-app && "
 136                 "./configure && make && make clean.\n"
 137                 "Make sure to make the build commands return with a nonzero exit "
 138                 "code on error.",
 139                 flags = Flags.ReadOnly)
 140         install = Attribute("install",
 141                 "Commands to transfer built files to their final destinations. "
 142                 "Install commands are executed after build commands. ",
 143                 flags = Flags.ReadOnly)
 144         stdin = Attribute("stdin", "Standard input for the 'command'",
 145                 flags = Flags.ExecReadOnly)
 146         tear_down = Attribute("tearDown", "Command to be executed just before "
 147                 "releasing the resource",
 148                 flags = Flags.ReadOnly)
 149
 150         cls._register_attribute(command)
 151         cls._register_attribute(forward_x11)
 152         cls._register_attribute(env)
 153         cls._register_attribute(sudo)
 154         cls._register_attribute(depends)
 155         cls._register_attribute(sources)
 156         cls._register_attribute(code)
 157         cls._register_attribute(files)
 158         cls._register_attribute(bins)
 159         cls._register_attribute(libs)
 160         cls._register_attribute(build)
 161         cls._register_attribute(install)
 162         cls._register_attribute(stdin)
 163         cls._register_attribute(tear_down)
 164
 165     @classmethod
 166     def _register_traces(cls):
 167         stdout = Trace("stdout", "Standard output stream")
 168         stderr = Trace("stderr", "Standard error stream")
 169
 170         cls._register_trace(stdout)
 171         cls._register_trace(stderr)
 172
 173     def __init__(self, ec, guid):
 174         super(LinuxApplication, self).__init__(ec, guid)
 175         self._pid = None
 176         self._ppid = None
 177         self._home = "app-%s" % self.guid
 178         # whether the command should run in foreground attached
 179         # to a terminal
 180         self._in_foreground = False
 181
 182         # whether to use sudo to kill the application process
 183         self._sudo_kill = False
 184
 185         # keep a reference to the running process handler when
 186         # the command is not executed as remote daemon in background
 187         self._proc = None
 188
 189         # timestamp of last state check of the application
 190         self._last_state_check = tnow()
 191
 192     def log_message(self, msg):
 193         return " guid %d - host %s - %s " % (self.guid,
 194                 self.node.get("hostname"), msg)
 195
 196     @property
 197     def node(self):
 198         node = self.get_connected(LinuxNode.rtype())
 199         if node: return node[0]
 200         return None
 201
 202     @property
 203     def app_home(self):
 204         return os.path.join(self.node.exp_home, self._home)
 205
 206     @property
 207     def run_home(self):
 208         return os.path.join(self.app_home, self.ec.run_id)
 209
 210     @property
 211     def pid(self):
 212         return self._pid
 213
 214     @property
 215     def ppid(self):
 216         return self._ppid
 217
 218     @property
 219     def in_foreground(self):
 220         """ Returns True if the command needs to be executed in foreground.
 221         This means that command will be executed using 'execute' instead of
 222         'run' ('run' executes a command in background and detached from the
 223         terminal)
 224
 225         When using X11 forwarding option, the command can not run in background
 226         and detached from a terminal, since we need to keep the terminal attached
 227         to interact with it.
 228         """
 229         return self.get("forwardX11") or self._in_foreground
 230
 231     def trace(self, name, attr = TraceAttr.ALL, block = 512, offset = 0):
 232         self.info("Retrieving '%s' trace %s " % (name, attr))
 233
 234         path = os.path.join(self.run_home, name)
 235
 236         command = "(test -f %s && echo 'success') || echo 'error'" % path
 237         (out, err), proc = self.node.execute(command)
 238
 239         if (err and proc.poll()) or out.find("error") != -1:
 240             msg = " Couldn't find trace %s " % name
 241             self.error(msg, out, err)
 242             return None
 243
 244         if attr == TraceAttr.PATH:
 245             return path
 246
 247         if attr == TraceAttr.ALL:
 248             (out, err), proc = self.node.check_output(self.run_home, name)
 249
 250             if proc.poll():
 251                 msg = " Couldn't read trace %s " % name
 252                 self.error(msg, out, err)
 253                 return None
 254
 255             return out
 256
 257         if attr == TraceAttr.STREAM:
 258             cmd = "dd if=%s bs=%d count=1 skip=%d" % (path, block, offset)
 259         elif attr == TraceAttr.SIZE:
 260             cmd = "stat -c%%s %s " % path
 261
 262         (out, err), proc = self.node.execute(cmd)
 263
 264         if proc.poll():
 265             msg = " Couldn't find trace %s " % name
 266             self.error(msg, out, err)
 267             return None
 268
 269         if attr == TraceAttr.SIZE:
 270             out = int(out.strip())
 271
 272         return out
 273
 274     def provision(self):
 275         # create run dir for application
 276         self.node.mkdir(self.run_home)
 277
 278         # List of all the provision methods to invoke
 279         steps = [
 280             # upload sources
 281             self.upload_sources,
 282             # upload files
 283             self.upload_files,
 284             # upload binaries
 285             self.upload_binaries,
 286             # upload libraries
 287             self.upload_libraries,
 288             # upload code
 289             self.upload_code,
 290             # upload stdin
 291             self.upload_stdin,
 292             # install dependencies
 293             self.install_dependencies,
 294             # build
 295             self.build,
 296             # Install
 297             self.install]
 298
 299         command = []
 300
 301         # Since provisioning takes a long time, before
 302         # each step we check that the EC is still
 303         for step in steps:
 304             if self.ec.finished:
 305                 raise RuntimeError, "EC finished"
 306
 307             ret = step()
 308             if ret:
 309                 command.append(ret)
 310
 311         # upload deploy script
 312         deploy_command = ";".join(command)
 313         self.execute_deploy_command(deploy_command)
 314
 315         # upload start script
 316         self.upload_start_command()
 317
 318         self.info("Provisioning finished")
 319
 320         super(LinuxApplication, self).provision()
 321
 322     def upload_start_command(self):
 323         # Upload command to remote bash script
 324         # - only if command can be executed in background and detached
 325         command = self.get("command")
 326
 327         if command and not self.in_foreground:
 328             self.info("Uploading command '%s'" % command)
 329
 330             # replace application specific paths in the command
 331             command = self.replace_paths(command)
 332
 333             # replace application specific paths in the environment
 334             env = self.get("env")
 335             env = env and self.replace_paths(env)
 336
 337             shfile = os.path.join(self.app_home, "start.sh")
 338
 339             self.node.upload_command(command,
 340                     shfile = shfile,
 341                     env = env,
 342                     overwrite = False)
 343
 344     def execute_deploy_command(self, command):
 345         if command:
 346             # Upload the command to a bash script and run it
 347             # in background ( but wait until the command has
 348             # finished to continue )
 349             shfile = os.path.join(self.app_home, "deploy.sh")
 350             self.node.run_and_wait(command, self.run_home,
 351                     shfile = shfile,
 352                     overwrite = False,
 353                     pidfile = "deploy_pidfile",
 354                     ecodefile = "deploy_exitcode",
 355                     stdout = "deploy_stdout",
 356                     stderr = "deploy_stderr")
 357
 358     def upload_sources(self):
 359         sources = self.get("sources")
 360
 361         command = ""
 362
 363         if sources:
 364             self.info("Uploading sources ")
 365
 366             sources = sources.split(' ')
 367
 368             # Separate sources that should be downloaded from
 369             # the web, from sources that should be uploaded from
 370             # the local machine
 371             command = []
 372             for source in list(sources):
 373                 if source.startswith("http") or source.startswith("https"):
 374                     # remove the hhtp source from the sources list
 375                     sources.remove(source)
 376
 377                     command.append( " ( "
 378                             # Check if the source already exists
 379                             " ls ${SRC}/%(basename)s "
 380                             " || ( "
 381                             # If source doesn't exist, download it and check
 382                             # that it it downloaded ok
 383                             "   wget -c --directory-prefix=${SRC} %(source)s && "
 384                             "   ls ${SRC}/%(basename)s "
 385                             " ) ) " % {
 386                                 "basename": os.path.basename(source),
 387                                 "source": source
 388                                 })
 389
 390             command = " && ".join(command)
 391
 392             # replace application specific paths in the command
 393             command = self.replace_paths(command)
 394
 395             if sources:
 396                 sources = ' '.join(sources)
 397                 self.node.upload(sources, self.node.src_dir, overwrite = False)
 398
 399         return command
 400
 401     def upload_files(self):
 402         files = self.get("files")
 403
 404         if files:
 405             self.info("Uploading files %s " % files)
 406             self.node.upload(files, self.node.share_dir, overwrite = False)
 407
 408     def upload_libraries(self):
 409         libs = self.get("libs")
 410
 411         if libs:
 412             self.info("Uploading libraries %s " % libaries)
 413             self.node.upload(libs, self.node.lib_dir, overwrite = False)
 414
 415     def upload_binaries(self):
 416         bins = self.get("bins")
 417
 418         if bins:
 419             self.info("Uploading binaries %s " % binaries)
 420             self.node.upload(bins, self.node.bin_dir, overwrite = False)
 421
 422     def upload_code(self):
 423         code = self.get("code")
 424
 425         if code:
 426             self.info("Uploading code")
 427
 428             dst = os.path.join(self.app_home, "code")
 429             self.node.upload(code, dst, overwrite = False, text = True)
 430
 431     def upload_stdin(self):
 432         stdin = self.get("stdin")
 433         if stdin:
 434             # create dir for sources
 435             self.info("Uploading stdin")
 436
 437             # upload stdin file to ${SHARE_DIR} directory
 438             basename = os.path.basename(stdin)
 439             dst = os.path.join(self.node.share_dir, basename)
 440             self.node.upload(stdin, dst, overwrite = False, text = True)
 441
 442             # create "stdin" symlink on ${APP_HOME} directory
 443             command = "( cd %(app_home)s ; [ ! -f stdin ] &&  ln -s %(stdin)s stdin )" % ({
 444                 "app_home": self.app_home,
 445                 "stdin": dst })
 446
 447             return command
 448
 449     def install_dependencies(self):
 450         depends = self.get("depends")
 451         if depends:
 452             self.info("Installing dependencies %s" % depends)
 453             return self.node.install_packages_command(depends)
 454
 455     def build(self):
 456         build = self.get("build")
 457
 458         if build:
 459             self.info("Building sources ")
 460
 461             # replace application specific paths in the command
 462             return self.replace_paths(build)
 463
 464     def install(self):
 465         install = self.get("install")
 466
 467         if install:
 468             self.info("Installing sources ")
 469
 470             # replace application specific paths in the command
 471             return self.replace_paths(install)
 472
 473     def deploy(self):
 474         # Wait until node is associated and deployed
 475         node = self.node
 476         if not node or node.state < ResourceState.READY:
 477             self.debug("---- RESCHEDULING DEPLOY ---- node state %s " % self.node.state )
 478             self.ec.schedule(reschedule_delay, self.deploy)
 479         else:
 480             try:
 481                 command = self.get("command") or ""
 482                 self.info("Deploying command '%s' " % command)
 483                 self.discover()
 484                 self.provision()
 485             except:
 486                 self.fail()
 487                 raise
 488
 489             super(LinuxApplication, self).deploy()
 490
 491     def start(self):
 492         command = self.get("command")
 493
 494         self.info("Starting command '%s'" % command)
 495
 496         if not command:
 497             # If no command was given (i.e. Application was used for dependency
 498             # installation), then the application is directly marked as FINISHED
 499             self.set_finished()
 500         else:
 501
 502             if self.in_foreground:
 503                 self._run_in_foreground()
 504             else:
 505                 self._run_in_background()
 506
 507             super(LinuxApplication, self).start()
 508
 509     def _run_in_foreground(self):
 510         command = self.get("command")
 511         sudo = self.get("sudo") or False
 512         x11 = self.get("forwardX11")
 513
 514         # For a command being executed in foreground, if there is stdin,
 515         # it is expected to be text string not a file or pipe
 516         stdin = self.get("stdin") or None
 517
 518         # Command will be launched in foreground and attached to the
 519         # terminal using the node 'execute' in non blocking mode.
 520
 521         # We save the reference to the process in self._proc
 522         # to be able to kill the process from the stop method.
 523         # We also set blocking = False, since we don't want the
 524         # thread to block until the execution finishes.
 525         (out, err), self._proc = self.execute_command(self, command,
 526                 env = env,
 527                 sudo = sudo,
 528                 stdin = stdin,
 529                 forward_x11 = x11,
 530                 blocking = False)
 531
 532         if self._proc.poll():
 533             self.fail()
 534             self.error(msg, out, err)
 535             raise RuntimeError, msg
 536
 537     def _run_in_background(self):
 538         command = self.get("command")
 539         env = self.get("env")
 540         sudo = self.get("sudo") or False
 541
 542         stdout = "stdout"
 543         stderr = "stderr"
 544         stdin = os.path.join(self.app_home, "stdin") if self.get("stdin") \
 545                 else None
 546
 547         # Command will be run as a daemon in baground and detached from any
 548         # terminal.
 549         # The command to run was previously uploaded to a bash script
 550         # during deployment, now we launch the remote script using 'run'
 551         # method from the node.
 552         cmd = "bash %s" % os.path.join(self.app_home, "start.sh")
 553         (out, err), proc = self.node.run(cmd, self.run_home,
 554             stdin = stdin,
 555             stdout = stdout,
 556             stderr = stderr,
 557             sudo = sudo)
 558
 559         # check if execution errors occurred
 560         msg = " Failed to start command '%s' " % command
 561
 562         if proc.poll():
 563             self.fail()
 564             self.error(msg, out, err)
 565             raise RuntimeError, msg
 566
 567         # Wait for pid file to be generated
 568         pid, ppid = self.node.wait_pid(self.run_home)
 569         if pid: self._pid = int(pid)
 570         if ppid: self._ppid = int(ppid)
 571
 572         # If the process is not running, check for error information
 573         # on the remote machine
 574         if not self.pid or not self.ppid:
 575             (out, err), proc = self.node.check_errors(self.run_home,
 576                     stderr = stderr)
 577
 578             # Out is what was written in the stderr file
 579             if err:
 580                 self.fail()
 581                 msg = " Failed to start command '%s' " % command
 582                 self.error(msg, out, err)
 583                 raise RuntimeError, msg
 584
 585     def stop(self):
 586         """ Stops application execution
 587         """
 588         command = self.get('command') or ''
 589
 590         if self.state == ResourceState.STARTED:
 591
 592             self.info("Stopping command '%s' " % command)
 593
 594             # If the command is running in foreground (it was launched using
 595             # the node 'execute' method), then we use the handler to the Popen
 596             # process to kill it. Else we send a kill signal using the pid and ppid
 597             # retrieved after running the command with the node 'run' method
 598             if self._proc:
 599                 self._proc.kill()
 600             else:
 601                 # Only try to kill the process if the pid and ppid
 602                 # were retrieved
 603                 if self.pid and self.ppid:
 604                     (out, err), proc = self.node.kill(self.pid, self.ppid,
 605                             sudo = self._sudo_kill)
 606
 607                     # TODO: check if execution errors occurred
 608                     if proc.poll() or err:
 609                         msg = " Failed to STOP command '%s' " % self.get("command")
 610                         self.error(msg, out, err)
 611                         self.fail()
 612
 613         if self.state == ResourceState.STARTED:
 614             super(LinuxApplication, self).stop()
 615
 616     def release(self):
 617         self.info("Releasing resource")
 618
 619         tear_down = self.get("tearDown")
 620         if tear_down:
 621             self.node.execute(tear_down)
 622
 623         self.stop()
 624
 625         if self.state != ResourceState.FAILED:
 626             self.info("Resource released")
 627
 628             super(LinuxApplication, self).release()
 629
 630     @property
 631     def state(self):
 632         """ Returns the state of the application
 633         """
 634         if self._state == ResourceState.STARTED:
 635             if self.in_foreground:
 636                 # Check if the process we used to execute the command
 637                 # is still running ...
 638                 retcode = self._proc.poll()
 639
 640                 # retcode == None -> running
 641                 # retcode > 0 -> error
 642                 # retcode == 0 -> finished
 643                 if retcode:
 644                     out = ""
 645                     msg = " Failed to execute command '%s'" % self.get("command")
 646                     err = self._proc.stderr.read()
 647                     self.error(msg, out, err)
 648                     self.fail()
 649
 650                 elif retcode == 0:
 651                     self.finish()
 652             else:
 653                 # We need to query the status of the command we launched in
 654                 # background. In order to avoid overwhelming the remote host and
 655                 # the local processor with too many ssh queries, the state is only
 656                 # requested every 'state_check_delay' seconds.
 657                 state_check_delay = 0.5
 658                 if tdiffsec(tnow(), self._last_state_check) > state_check_delay:
 659                     if self.pid and self.ppid:
 660                         # Make sure the process is still running in background
 661                         status = self.node.status(self.pid, self.ppid)
 662
 663                         if status == ProcStatus.FINISHED:
 664                             # If the program finished, check if execution
 665                             # errors occurred
 666                             (out, err), proc = self.node.check_errors(
 667                                     self.run_home)
 668
 669                             if err:
 670                                 msg = "Failed to execute command '%s'" % \
 671                                         self.get("command")
 672                                 self.error(msg, out, err)
 673                                 self.fail()
 674                             else:
 675                                 self.finish()
 676
 677                     self._last_state_check = tnow()
 678
 679         return self._state
 680
 681     def execute_command(self, command,
 682             env = None,
 683             sudo = False,
 684             stdin = None,
 685             forward_x11 = False,
 686             blocking = False):
 687
 688         environ = ""
 689         if env:
 690             environ = self.node.format_environment(env, inline = True)
 691         command = environ + command
 692         command = self.replace_paths(command)
 693
 694         return self.node.execute(command,
 695                 sudo = sudo,
 696                 stdin = stdin,
 697                 forward_x11 = forward_x11,
 698                 blocking = blocking)
 699
 700     def replace_paths(self, command):
 701         """
 702         Replace all special path tags with shell-escaped actual paths.
 703         """
 704         return ( command
 705             .replace("${USR}", self.node.usr_dir)
 706             .replace("${LIB}", self.node.lib_dir)
 707             .replace("${BIN}", self.node.bin_dir)
 708             .replace("${SRC}", self.node.src_dir)
 709             .replace("${SHARE}", self.node.share_dir)
 710             .replace("${EXP}", self.node.exp_dir)
 711             .replace("${EXP_HOME}", self.node.exp_home)
 712             .replace("${APP_HOME}", self.app_home)
 713             .replace("${RUN_HOME}", self.run_home)
 714             .replace("${NODE_HOME}", self.node.node_home)
 715             .replace("${HOME}", self.node.home_dir)
 716             )
 717
 718     def valid_connection(self, guid):
 719         # TODO: Validate!
 720         return True
 721