python/ovs/db/idl.py: Transaction._substitute doesn't handle list/tuple
[sliver-openvswitch.git] / python / ovs / db / idl.py
1 # Copyright (c) 2009, 2010, 2011, 2012 Nicira, Inc.
2 #
3 # Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
4 # you may not use this file except in compliance with the License.
5 # You may obtain a copy of the License at:
6 #
7 #     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
8 #
9 # Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
10 # distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
11 # WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
12 # See the License for the specific language governing permissions and
13 # limitations under the License.
14
15 import uuid
16
17 import ovs.jsonrpc
18 import ovs.db.parser
19 import ovs.db.schema
20 from ovs.db import error
21 import ovs.ovsuuid
22 import ovs.poller
23 import ovs.vlog
24
25 vlog = ovs.vlog.Vlog("idl")
26
27 __pychecker__ = 'no-classattr no-objattrs'
28
29
30 class Idl:
31     """Open vSwitch Database Interface Definition Language (OVSDB IDL).
32
33     The OVSDB IDL maintains an in-memory replica of a database.  It issues RPC
34     requests to an OVSDB database server and parses the responses, converting
35     raw JSON into data structures that are easier for clients to digest.
36
37     The IDL also assists with issuing database transactions.  The client
38     creates a transaction, manipulates the IDL data structures, and commits or
39     aborts the transaction.  The IDL then composes and issues the necessary
40     JSON-RPC requests and reports to the client whether the transaction
41     completed successfully.
42
43     The client is allowed to access the following attributes directly, in a
44     read-only fashion:
45
46     - 'tables': This is the 'tables' map in the ovs.db.schema.DbSchema provided
47       to the Idl constructor.  Each ovs.db.schema.TableSchema in the map is
48       annotated with a new attribute 'rows', which is a dict from a uuid.UUID
49       to a Row object.
50
51       The client may directly read and write the Row objects referenced by the
52       'rows' map values.  Refer to Row for more details.
53
54     - 'change_seqno': A number that represents the IDL's state.  When the IDL
55       is updated (by Idl.run()), its value changes.  The sequence number can
56       occasionally change even if the database does not.  This happens if the
57       connection to the database drops and reconnects, which causes the
58       database contents to be reloaded even if they didn't change.  (It could
59       also happen if the database server sends out a "change" that reflects
60       what the IDL already thought was in the database.  The database server is
61       not supposed to do that, but bugs could in theory cause it to do so.)
62
63     - 'lock_name': The name of the lock configured with Idl.set_lock(), or None
64       if no lock is configured.
65
66     - 'has_lock': True, if the IDL is configured to obtain a lock and owns that
67       lock, and False otherwise.
68
69       Locking and unlocking happens asynchronously from the database client's
70       point of view, so the information is only useful for optimization
71       (e.g. if the client doesn't have the lock then there's no point in trying
72       to write to the database).
73
74     - 'is_lock_contended': True, if the IDL is configured to obtain a lock but
75       the database server has indicated that some other client already owns the
76       requested lock, and False otherwise.
77
78     - 'txn': The ovs.db.idl.Transaction object for the database transaction
79       currently being constructed, if there is one, or None otherwise.
80 """
81
82     def __init__(self, remote, schema):
83         """Creates and returns a connection to the database named 'db_name' on
84         'remote', which should be in a form acceptable to
85         ovs.jsonrpc.session.open().  The connection will maintain an in-memory
86         replica of the remote database.
87
88         'schema' should be the schema for the remote database.  The caller may
89         have cut it down by removing tables or columns that are not of
90         interest.  The IDL will only replicate the tables and columns that
91         remain.  The caller may also add a attribute named 'alert' to selected
92         remaining columns, setting its value to False; if so, then changes to
93         those columns will not be considered changes to the database for the
94         purpose of the return value of Idl.run() and Idl.change_seqno.  This is
95         useful for columns that the IDL's client will write but not read.
96
97         As a convenience to users, 'schema' may also be an instance of the
98         SchemaHelper class.
99
100         The IDL uses and modifies 'schema' directly."""
101
102         assert isinstance(schema, SchemaHelper)
103         schema = schema.get_idl_schema()
104
105         self.tables = schema.tables
106         self._db = schema
107         self._session = ovs.jsonrpc.Session.open(remote)
108         self._monitor_request_id = None
109         self._last_seqno = None
110         self.change_seqno = 0
111
112         # Database locking.
113         self.lock_name = None          # Name of lock we need, None if none.
114         self.has_lock = False          # Has db server said we have the lock?
115         self.is_lock_contended = False  # Has db server said we can't get lock?
116         self._lock_request_id = None   # JSON-RPC ID of in-flight lock request.
117
118         # Transaction support.
119         self.txn = None
120         self._outstanding_txns = {}
121
122         for table in schema.tables.itervalues():
123             for column in table.columns.itervalues():
124                 if not hasattr(column, 'alert'):
125                     column.alert = True
126             table.need_table = False
127             table.rows = {}
128             table.idl = self
129
130     def close(self):
131         """Closes the connection to the database.  The IDL will no longer
132         update."""
133         self._session.close()
134
135     def run(self):
136         """Processes a batch of messages from the database server.  Returns
137         True if the database as seen through the IDL changed, False if it did
138         not change.  The initial fetch of the entire contents of the remote
139         database is considered to be one kind of change.  If the IDL has been
140         configured to acquire a database lock (with Idl.set_lock()), then
141         successfully acquiring the lock is also considered to be a change.
142
143         This function can return occasional false positives, that is, report
144         that the database changed even though it didn't.  This happens if the
145         connection to the database drops and reconnects, which causes the
146         database contents to be reloaded even if they didn't change.  (It could
147         also happen if the database server sends out a "change" that reflects
148         what we already thought was in the database, but the database server is
149         not supposed to do that.)
150
151         As an alternative to checking the return value, the client may check
152         for changes in self.change_seqno."""
153         assert not self.txn
154         initial_change_seqno = self.change_seqno
155         self._session.run()
156         i = 0
157         while i < 50:
158             i += 1
159             if not self._session.is_connected():
160                 break
161
162             seqno = self._session.get_seqno()
163             if seqno != self._last_seqno:
164                 self._last_seqno = seqno
165                 self.__txn_abort_all()
166                 self.__send_monitor_request()
167                 if self.lock_name:
168                     self.__send_lock_request()
169                 break
170
171             msg = self._session.recv()
172             if msg is None:
173                 break
174             if (msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_NOTIFY
175                 and msg.method == "update"
176                 and len(msg.params) == 2
177                 and msg.params[0] == None):
178                 # Database contents changed.
179                 self.__parse_update(msg.params[1])
180             elif (msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_REPLY
181                   and self._monitor_request_id is not None
182                   and self._monitor_request_id == msg.id):
183                 # Reply to our "monitor" request.
184                 try:
185                     self.change_seqno += 1
186                     self._monitor_request_id = None
187                     self.__clear()
188                     self.__parse_update(msg.result)
189                 except error.Error, e:
190                     vlog.err("%s: parse error in received schema: %s"
191                               % (self._session.get_name(), e))
192                     self.__error()
193             elif (msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_REPLY
194                   and self._lock_request_id is not None
195                   and self._lock_request_id == msg.id):
196                 # Reply to our "lock" request.
197                 self.__parse_lock_reply(msg.result)
198             elif (msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_NOTIFY
199                   and msg.method == "locked"):
200                 # We got our lock.
201                 self.__parse_lock_notify(msg.params, True)
202             elif (msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_NOTIFY
203                   and msg.method == "stolen"):
204                 # Someone else stole our lock.
205                 self.__parse_lock_notify(msg.params, False)
206             elif msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_NOTIFY and msg.id == "echo":
207                 # Reply to our echo request.  Ignore it.
208                 pass
209             elif (msg.type in (ovs.jsonrpc.Message.T_ERROR,
210                                ovs.jsonrpc.Message.T_REPLY)
211                   and self.__txn_process_reply(msg)):
212                 # __txn_process_reply() did everything needed.
213                 pass
214             else:
215                 # This can happen if a transaction is destroyed before we
216                 # receive the reply, so keep the log level low.
217                 vlog.dbg("%s: received unexpected %s message"
218                          % (self._session.get_name(),
219                              ovs.jsonrpc.Message.type_to_string(msg.type)))
220
221         return initial_change_seqno != self.change_seqno
222
223     def wait(self, poller):
224         """Arranges for poller.block() to wake up when self.run() has something
225         to do or when activity occurs on a transaction on 'self'."""
226         self._session.wait(poller)
227         self._session.recv_wait(poller)
228
229     def has_ever_connected(self):
230         """Returns True, if the IDL successfully connected to the remote
231         database and retrieved its contents (even if the connection
232         subsequently dropped and is in the process of reconnecting).  If so,
233         then the IDL contains an atomic snapshot of the database's contents
234         (but it might be arbitrarily old if the connection dropped).
235
236         Returns False if the IDL has never connected or retrieved the
237         database's contents.  If so, the IDL is empty."""
238         return self.change_seqno != 0
239
240     def force_reconnect(self):
241         """Forces the IDL to drop its connection to the database and reconnect.
242         In the meantime, the contents of the IDL will not change."""
243         self._session.force_reconnect()
244
245     def set_lock(self, lock_name):
246         """If 'lock_name' is not None, configures the IDL to obtain the named
247         lock from the database server and to avoid modifying the database when
248         the lock cannot be acquired (that is, when another client has the same
249         lock).
250
251         If 'lock_name' is None, drops the locking requirement and releases the
252         lock."""
253         assert not self.txn
254         assert not self._outstanding_txns
255
256         if self.lock_name and (not lock_name or lock_name != self.lock_name):
257             # Release previous lock.
258             self.__send_unlock_request()
259             self.lock_name = None
260             self.is_lock_contended = False
261
262         if lock_name and not self.lock_name:
263             # Acquire new lock.
264             self.lock_name = lock_name
265             self.__send_lock_request()
266
267     def __clear(self):
268         changed = False
269
270         for table in self.tables.itervalues():
271             if table.rows:
272                 changed = True
273                 table.rows = {}
274
275         if changed:
276             self.change_seqno += 1
277
278     def __update_has_lock(self, new_has_lock):
279         if new_has_lock and not self.has_lock:
280             if self._monitor_request_id is None:
281                 self.change_seqno += 1
282             else:
283                 # We're waiting for a monitor reply, so don't signal that the
284                 # database changed.  The monitor reply will increment
285                 # change_seqno anyhow.
286                 pass
287             self.is_lock_contended = False
288         self.has_lock = new_has_lock
289
290     def __do_send_lock_request(self, method):
291         self.__update_has_lock(False)
292         self._lock_request_id = None
293         if self._session.is_connected():
294             msg = ovs.jsonrpc.Message.create_request(method, [self.lock_name])
295             msg_id = msg.id
296             self._session.send(msg)
297         else:
298             msg_id = None
299         return msg_id
300
301     def __send_lock_request(self):
302         self._lock_request_id = self.__do_send_lock_request("lock")
303
304     def __send_unlock_request(self):
305         self.__do_send_lock_request("unlock")
306
307     def __parse_lock_reply(self, result):
308         self._lock_request_id = None
309         got_lock = type(result) == dict and result.get("locked") is True
310         self.__update_has_lock(got_lock)
311         if not got_lock:
312             self.is_lock_contended = True
313
314     def __parse_lock_notify(self, params, new_has_lock):
315         if (self.lock_name is not None
316             and type(params) in (list, tuple)
317             and params
318             and params[0] == self.lock_name):
319             self.__update_has_lock(self, new_has_lock)
320             if not new_has_lock:
321                 self.is_lock_contended = True
322
323     def __send_monitor_request(self):
324         monitor_requests = {}
325         for table in self.tables.itervalues():
326             monitor_requests[table.name] = {"columns": table.columns.keys()}
327         msg = ovs.jsonrpc.Message.create_request(
328             "monitor", [self._db.name, None, monitor_requests])
329         self._monitor_request_id = msg.id
330         self._session.send(msg)
331
332     def __parse_update(self, update):
333         try:
334             self.__do_parse_update(update)
335         except error.Error, e:
336             vlog.err("%s: error parsing update: %s"
337                      % (self._session.get_name(), e))
338
339     def __do_parse_update(self, table_updates):
340         if type(table_updates) != dict:
341             raise error.Error("<table-updates> is not an object",
342                               table_updates)
343
344         for table_name, table_update in table_updates.iteritems():
345             table = self.tables.get(table_name)
346             if not table:
347                 raise error.Error('<table-updates> includes unknown '
348                                   'table "%s"' % table_name)
349
350             if type(table_update) != dict:
351                 raise error.Error('<table-update> for table "%s" is not '
352                                   'an object' % table_name, table_update)
353
354             for uuid_string, row_update in table_update.iteritems():
355                 if not ovs.ovsuuid.is_valid_string(uuid_string):
356                     raise error.Error('<table-update> for table "%s" '
357                                       'contains bad UUID "%s" as member '
358                                       'name' % (table_name, uuid_string),
359                                       table_update)
360                 uuid = ovs.ovsuuid.from_string(uuid_string)
361
362                 if type(row_update) != dict:
363                     raise error.Error('<table-update> for table "%s" '
364                                       'contains <row-update> for %s that '
365                                       'is not an object'
366                                       % (table_name, uuid_string))
367
368                 parser = ovs.db.parser.Parser(row_update, "row-update")
369                 old = parser.get_optional("old", [dict])
370                 new = parser.get_optional("new", [dict])
371                 parser.finish()
372
373                 if not old and not new:
374                     raise error.Error('<row-update> missing "old" and '
375                                       '"new" members', row_update)
376
377                 if self.__process_update(table, uuid, old, new):
378                     self.change_seqno += 1
379
380     def __process_update(self, table, uuid, old, new):
381         """Returns True if a column changed, False otherwise."""
382         row = table.rows.get(uuid)
383         changed = False
384         if not new:
385             # Delete row.
386             if row:
387                 del table.rows[uuid]
388                 changed = True
389             else:
390                 # XXX rate-limit
391                 vlog.warn("cannot delete missing row %s from table %s"
392                           % (uuid, table.name))
393         elif not old:
394             # Insert row.
395             if not row:
396                 row = self.__create_row(table, uuid)
397                 changed = True
398             else:
399                 # XXX rate-limit
400                 vlog.warn("cannot add existing row %s to table %s"
401                           % (uuid, table.name))
402             if self.__row_update(table, row, new):
403                 changed = True
404         else:
405             if not row:
406                 row = self.__create_row(table, uuid)
407                 changed = True
408                 # XXX rate-limit
409                 vlog.warn("cannot modify missing row %s in table %s"
410                           % (uuid, table.name))
411             if self.__row_update(table, row, new):
412                 changed = True
413         return changed
414
415     def __row_update(self, table, row, row_json):
416         changed = False
417         for column_name, datum_json in row_json.iteritems():
418             column = table.columns.get(column_name)
419             if not column:
420                 # XXX rate-limit
421                 vlog.warn("unknown column %s updating table %s"
422                           % (column_name, table.name))
423                 continue
424
425             try:
426                 datum = ovs.db.data.Datum.from_json(column.type, datum_json)
427             except error.Error, e:
428                 # XXX rate-limit
429                 vlog.warn("error parsing column %s in table %s: %s"
430                           % (column_name, table.name, e))
431                 continue
432
433             if datum != row._data[column_name]:
434                 row._data[column_name] = datum
435                 if column.alert:
436                     changed = True
437             else:
438                 # Didn't really change but the OVSDB monitor protocol always
439                 # includes every value in a row.
440                 pass
441         return changed
442
443     def __create_row(self, table, uuid):
444         data = {}
445         for column in table.columns.itervalues():
446             data[column.name] = ovs.db.data.Datum.default(column.type)
447         row = table.rows[uuid] = Row(self, table, uuid, data)
448         return row
449
450     def __error(self):
451         self._session.force_reconnect()
452
453     def __txn_abort_all(self):
454         while self._outstanding_txns:
455             txn = self._outstanding_txns.popitem()[1]
456             txn._status = Transaction.TRY_AGAIN
457
458     def __txn_process_reply(self, msg):
459         txn = self._outstanding_txns.pop(msg.id, None)
460         if txn:
461             txn._process_reply(msg)
462
463
464 def _uuid_to_row(atom, base):
465     if base.ref_table:
466         return base.ref_table.rows.get(atom)
467     else:
468         return atom
469
470
471 def _row_to_uuid(value):
472     if type(value) == Row:
473         return value.uuid
474     else:
475         return value
476
477
478 class Row(object):
479     """A row within an IDL.
480
481     The client may access the following attributes directly:
482
483     - 'uuid': a uuid.UUID object whose value is the row's database UUID.
484
485     - An attribute for each column in the Row's table, named for the column,
486       whose values are as returned by Datum.to_python() for the column's type.
487
488       If some error occurs (e.g. the database server's idea of the column is
489       different from the IDL's idea), then the attribute values is the
490       "default" value return by Datum.default() for the column's type.  (It is
491       important to know this because the default value may violate constraints
492       for the column's type, e.g. the default integer value is 0 even if column
493       contraints require the column's value to be positive.)
494
495       When a transaction is active, column attributes may also be assigned new
496       values.  Committing the transaction will then cause the new value to be
497       stored into the database.
498
499       *NOTE*: In the current implementation, the value of a column is a *copy*
500       of the value in the database.  This means that modifying its value
501       directly will have no useful effect.  For example, the following:
502         row.mycolumn["a"] = "b"              # don't do this
503       will not change anything in the database, even after commit.  To modify
504       the column, instead assign the modified column value back to the column:
505         d = row.mycolumn
506         d["a"] = "b"
507         row.mycolumn = d
508 """
509     def __init__(self, idl, table, uuid, data):
510         # All of the explicit references to self.__dict__ below are required
511         # to set real attributes with invoking self.__getattr__().
512         self.__dict__["uuid"] = uuid
513
514         self.__dict__["_idl"] = idl
515         self.__dict__["_table"] = table
516
517         # _data is the committed data.  It takes the following values:
518         #
519         #   - A dictionary that maps every column name to a Datum, if the row
520         #     exists in the committed form of the database.
521         #
522         #   - None, if this row is newly inserted within the active transaction
523         #     and thus has no committed form.
524         self.__dict__["_data"] = data
525
526         # _changes describes changes to this row within the active transaction.
527         # It takes the following values:
528         #
529         #   - {}, the empty dictionary, if no transaction is active or if the
530         #     row has yet not been changed within this transaction.
531         #
532         #   - A dictionary that maps a column name to its new Datum, if an
533         #     active transaction changes those columns' values.
534         #
535         #   - A dictionary that maps every column name to a Datum, if the row
536         #     is newly inserted within the active transaction.
537         #
538         #   - None, if this transaction deletes this row.
539         self.__dict__["_changes"] = {}
540
541         # A dictionary whose keys are the names of columns that must be
542         # verified as prerequisites when the transaction commits.  The values
543         # in the dictionary are all None.
544         self.__dict__["_prereqs"] = {}
545
546     def __getattr__(self, column_name):
547         assert self._changes is not None
548
549         datum = self._changes.get(column_name)
550         if datum is None:
551             datum = self._data[column_name]
552
553         return datum.to_python(_uuid_to_row)
554
555     def __setattr__(self, column_name, value):
556         assert self._changes is not None
557         assert self._idl.txn
558
559         column = self._table.columns[column_name]
560         try:
561             datum = ovs.db.data.Datum.from_python(column.type, value,
562                                                   _row_to_uuid)
563         except error.Error, e:
564             # XXX rate-limit
565             vlog.err("attempting to write bad value to column %s (%s)"
566                      % (column_name, e))
567             return
568         self._idl.txn._write(self, column, datum)
569
570     def verify(self, column_name):
571         """Causes the original contents of column 'column_name' in this row to
572         be verified as a prerequisite to completing the transaction.  That is,
573         if 'column_name' changed in this row (or if this row was deleted)
574         between the time that the IDL originally read its contents and the time
575         that the transaction commits, then the transaction aborts and
576         Transaction.commit() returns Transaction.TRY_AGAIN.
577
578         The intention is that, to ensure that no transaction commits based on
579         dirty reads, an application should call Row.verify() on each data item
580         read as part of a read-modify-write operation.
581
582         In some cases Row.verify() reduces to a no-op, because the current
583         value of the column is already known:
584
585           - If this row is a row created by the current transaction (returned
586             by Transaction.insert()).
587
588           - If the column has already been modified within the current
589             transaction.
590
591         Because of the latter property, always call Row.verify() *before*
592         modifying the column, for a given read-modify-write.
593
594         A transaction must be in progress."""
595         assert self._idl.txn
596         assert self._changes is not None
597         if not self._data or column_name in self._changes:
598             return
599
600         self._prereqs[column_name] = None
601
602     def delete(self):
603         """Deletes this row from its table.
604
605         A transaction must be in progress."""
606         assert self._idl.txn
607         assert self._changes is not None
608         if self._data is None:
609             del self._idl.txn._txn_rows[self.uuid]
610         self.__dict__["_changes"] = None
611         del self._table.rows[self.uuid]
612
613     def increment(self, column_name):
614         """Causes the transaction, when committed, to increment the value of
615         'column_name' within this row by 1.  'column_name' must have an integer
616         type.  After the transaction commits successfully, the client may
617         retrieve the final (incremented) value of 'column_name' with
618         Transaction.get_increment_new_value().
619
620         The client could accomplish something similar by reading and writing
621         and verify()ing columns.  However, increment() will never (by itself)
622         cause a transaction to fail because of a verify error.
623
624         The intended use is for incrementing the "next_cfg" column in
625         the Open_vSwitch table."""
626         self._idl.txn._increment(self, column_name)
627
628
629 def _uuid_name_from_uuid(uuid):
630     return "row%s" % str(uuid).replace("-", "_")
631
632
633 def _where_uuid_equals(uuid):
634     return [["_uuid", "==", ["uuid", str(uuid)]]]
635
636
637 class _InsertedRow(object):
638     def __init__(self, op_index):
639         self.op_index = op_index
640         self.real = None
641
642
643 class Transaction(object):
644     """A transaction may modify the contents of a database by modifying the
645     values of columns, deleting rows, inserting rows, or adding checks that
646     columns in the database have not changed ("verify" operations), through
647     Row methods.
648
649     Reading and writing columns and inserting and deleting rows are all
650     straightforward.  The reasons to verify columns are less obvious.
651     Verification is the key to maintaining transactional integrity.  Because
652     OVSDB handles multiple clients, it can happen that between the time that
653     OVSDB client A reads a column and writes a new value, OVSDB client B has
654     written that column.  Client A's write should not ordinarily overwrite
655     client B's, especially if the column in question is a "map" column that
656     contains several more or less independent data items.  If client A adds a
657     "verify" operation before it writes the column, then the transaction fails
658     in case client B modifies it first.  Client A will then see the new value
659     of the column and compose a new transaction based on the new contents
660     written by client B.
661
662     When a transaction is complete, which must be before the next call to
663     Idl.run(), call Transaction.commit() or Transaction.abort().
664
665     The life-cycle of a transaction looks like this:
666
667     1. Create the transaction and record the initial sequence number:
668
669         seqno = idl.change_seqno(idl)
670         txn = Transaction(idl)
671
672     2. Modify the database with Row and Transaction methods.
673
674     3. Commit the transaction by calling Transaction.commit().  The first call
675        to this function probably returns Transaction.INCOMPLETE.  The client
676        must keep calling again along as this remains true, calling Idl.run() in
677        between to let the IDL do protocol processing.  (If the client doesn't
678        have anything else to do in the meantime, it can use
679        Transaction.commit_block() to avoid having to loop itself.)
680
681     4. If the final status is Transaction.TRY_AGAIN, wait for Idl.change_seqno
682        to change from the saved 'seqno' (it's possible that it's already
683        changed, in which case the client should not wait at all), then start
684        over from step 1.  Only a call to Idl.run() will change the return value
685        of Idl.change_seqno.  (Transaction.commit_block() calls Idl.run().)"""
686
687     # Status values that Transaction.commit() can return.
688     UNCOMMITTED = "uncommitted"  # Not yet committed or aborted.
689     UNCHANGED = "unchanged"      # Transaction didn't include any changes.
690     INCOMPLETE = "incomplete"    # Commit in progress, please wait.
691     ABORTED = "aborted"          # ovsdb_idl_txn_abort() called.
692     SUCCESS = "success"          # Commit successful.
693     TRY_AGAIN = "try again"      # Commit failed because a "verify" operation
694                                  # reported an inconsistency, due to a network
695                                  # problem, or other transient failure.  Wait
696                                  # for a change, then try again.
697     NOT_LOCKED = "not locked"    # Server hasn't given us the lock yet.
698     ERROR = "error"              # Commit failed due to a hard error.
699
700     @staticmethod
701     def status_to_string(status):
702         """Converts one of the status values that Transaction.commit() can
703         return into a human-readable string.
704
705         (The status values are in fact such strings already, so
706         there's nothing to do.)"""
707         return status
708
709     def __init__(self, idl):
710         """Starts a new transaction on 'idl' (an instance of ovs.db.idl.Idl).
711         A given Idl may only have a single active transaction at a time.
712
713         A Transaction may modify the contents of a database by assigning new
714         values to columns (attributes of Row), deleting rows (with
715         Row.delete()), or inserting rows (with Transaction.insert()).  It may
716         also check that columns in the database have not changed with
717         Row.verify().
718
719         When a transaction is complete (which must be before the next call to
720         Idl.run()), call Transaction.commit() or Transaction.abort()."""
721         assert idl.txn is None
722
723         idl.txn = self
724         self._request_id = None
725         self.idl = idl
726         self.dry_run = False
727         self._txn_rows = {}
728         self._status = Transaction.UNCOMMITTED
729         self._error = None
730         self._comments = []
731         self._commit_seqno = self.idl.change_seqno
732
733         self._inc_row = None
734         self._inc_column = None
735
736         self._inserted_rows = {}  # Map from UUID to _InsertedRow
737
738     def add_comment(self, comment):
739         """Appens 'comment' to the comments that will be passed to the OVSDB
740         server when this transaction is committed.  (The comment will be
741         committed to the OVSDB log, which "ovsdb-tool show-log" can print in a
742         relatively human-readable form.)"""
743         self._comments.append(comment)
744
745     def wait(self, poller):
746         """Causes poll_block() to wake up if this transaction has completed
747         committing."""
748         if self._status not in (Transaction.UNCOMMITTED,
749                                 Transaction.INCOMPLETE):
750             poller.immediate_wake()
751
752     def _substitute_uuids(self, json):
753         if type(json) in (list, tuple):
754             if (len(json) == 2
755                 and json[0] == 'uuid'
756                 and ovs.ovsuuid.is_valid_string(json[1])):
757                 uuid = ovs.ovsuuid.from_string(json[1])
758                 row = self._txn_rows.get(uuid, None)
759                 if row and row._data is None:
760                     return ["named-uuid", _uuid_name_from_uuid(uuid)]
761             else:
762                 return [self._substitute_uuids(elem) for elem in json]
763         return json
764
765     def __disassemble(self):
766         self.idl.txn = None
767
768         for row in self._txn_rows.itervalues():
769             if row._changes is None:
770                 row._table.rows[row.uuid] = row
771             elif row._data is None:
772                 del row._table.rows[row.uuid]
773             row.__dict__["_changes"] = {}
774             row.__dict__["_prereqs"] = {}
775         self._txn_rows = {}
776
777     def commit(self):
778         """Attempts to commit 'txn'.  Returns the status of the commit
779         operation, one of the following constants:
780
781           Transaction.INCOMPLETE:
782
783               The transaction is in progress, but not yet complete.  The caller
784               should call again later, after calling Idl.run() to let the
785               IDL do OVSDB protocol processing.
786
787           Transaction.UNCHANGED:
788
789               The transaction is complete.  (It didn't actually change the
790               database, so the IDL didn't send any request to the database
791               server.)
792
793           Transaction.ABORTED:
794
795               The caller previously called Transaction.abort().
796
797           Transaction.SUCCESS:
798
799               The transaction was successful.  The update made by the
800               transaction (and possibly other changes made by other database
801               clients) should already be visible in the IDL.
802
803           Transaction.TRY_AGAIN:
804
805               The transaction failed for some transient reason, e.g. because a
806               "verify" operation reported an inconsistency or due to a network
807               problem.  The caller should wait for a change to the database,
808               then compose a new transaction, and commit the new transaction.
809
810               Use Idl.change_seqno to wait for a change in the database.  It is
811               important to use its value *before* the initial call to
812               Transaction.commit() as the baseline for this purpose, because
813               the change that one should wait for can happen after the initial
814               call but before the call that returns Transaction.TRY_AGAIN, and
815               using some other baseline value in that situation could cause an
816               indefinite wait if the database rarely changes.
817
818           Transaction.NOT_LOCKED:
819
820               The transaction failed because the IDL has been configured to
821               require a database lock (with Idl.set_lock()) but didn't
822               get it yet or has already lost it.
823
824         Committing a transaction rolls back all of the changes that it made to
825         the IDL's copy of the database.  If the transaction commits
826         successfully, then the database server will send an update and, thus,
827         the IDL will be updated with the committed changes."""
828         # The status can only change if we're the active transaction.
829         # (Otherwise, our status will change only in Idl.run().)
830         if self != self.idl.txn:
831             return self._status
832
833         # If we need a lock but don't have it, give up quickly.
834         if self.idl.lock_name and not self.idl.has_lock():
835             self._status = Transaction.NOT_LOCKED
836             self.__disassemble()
837             return self._status
838
839         operations = [self.idl._db.name]
840
841         # Assert that we have the required lock (avoiding a race).
842         if self.idl.lock_name:
843             operations.append({"op": "assert",
844                                "lock": self.idl.lock_name})
845
846         # Add prerequisites and declarations of new rows.
847         for row in self._txn_rows.itervalues():
848             if row._prereqs:
849                 rows = {}
850                 columns = []
851                 for column_name in row._prereqs:
852                     columns.append(column_name)
853                     rows[column_name] = row._data[column_name].to_json()
854                 operations.append({"op": "wait",
855                                    "table": row._table.name,
856                                    "timeout": 0,
857                                    "where": _where_uuid_equals(row.uuid),
858                                    "until": "==",
859                                    "columns": columns,
860                                    "rows": [rows]})
861
862         # Add updates.
863         any_updates = False
864         for row in self._txn_rows.itervalues():
865             if row._changes is None:
866                 if row._table.is_root:
867                     operations.append({"op": "delete",
868                                        "table": row._table.name,
869                                        "where": _where_uuid_equals(row.uuid)})
870                     any_updates = True
871                 else:
872                     # Let ovsdb-server decide whether to really delete it.
873                     pass
874             elif row._changes:
875                 op = {"table": row._table.name}
876                 if row._data is None:
877                     op["op"] = "insert"
878                     op["uuid-name"] = _uuid_name_from_uuid(row.uuid)
879                     any_updates = True
880
881                     op_index = len(operations) - 1
882                     self._inserted_rows[row.uuid] = _InsertedRow(op_index)
883                 else:
884                     op["op"] = "update"
885                     op["where"] = _where_uuid_equals(row.uuid)
886
887                 row_json = {}
888                 op["row"] = row_json
889
890                 for column_name, datum in row._changes.iteritems():
891                     if row._data is not None or not datum.is_default():
892                         row_json[column_name] = (
893                                 self._substitute_uuids(datum.to_json()))
894
895                         # If anything really changed, consider it an update.
896                         # We can't suppress not-really-changed values earlier
897                         # or transactions would become nonatomic (see the big
898                         # comment inside Transaction._write()).
899                         if (not any_updates and row._data is not None and
900                             row._data[column_name] != datum):
901                             any_updates = True
902
903                 if row._data is None or row_json:
904                     operations.append(op)
905
906         # Add increment.
907         if self._inc_row and any_updates:
908             self._inc_index = len(operations) - 1
909
910             operations.append({"op": "mutate",
911                                "table": self._inc_row._table.name,
912                                "where": self._substitute_uuids(
913                                    _where_uuid_equals(self._inc_row.uuid)),
914                                "mutations": [[self._inc_column, "+=", 1]]})
915             operations.append({"op": "select",
916                                "table": self._inc_row._table.name,
917                                "where": self._substitute_uuids(
918                                    _where_uuid_equals(self._inc_row.uuid)),
919                                "columns": [self._inc_column]})
920
921         # Add comment.
922         if self._comments:
923             operations.append({"op": "comment",
924                                "comment": "\n".join(self._comments)})
925
926         # Dry run?
927         if self.dry_run:
928             operations.append({"op": "abort"})
929
930         if not any_updates:
931             self._status = Transaction.UNCHANGED
932         else:
933             msg = ovs.jsonrpc.Message.create_request("transact", operations)
934             self._request_id = msg.id
935             if not self.idl._session.send(msg):
936                 self.idl._outstanding_txns[self._request_id] = self
937                 self._status = Transaction.INCOMPLETE
938             else:
939                 self._status = Transaction.TRY_AGAIN
940
941         self.__disassemble()
942         return self._status
943
944     def commit_block(self):
945         """Attempts to commit this transaction, blocking until the commit
946         either succeeds or fails.  Returns the final commit status, which may
947         be any Transaction.* value other than Transaction.INCOMPLETE.
948
949         This function calls Idl.run() on this transaction'ss IDL, so it may
950         cause Idl.change_seqno to change."""
951         while True:
952             status = self.commit()
953             if status != Transaction.INCOMPLETE:
954                 return status
955
956             self.idl.run()
957
958             poller = ovs.poller.Poller()
959             self.idl.wait(poller)
960             self.wait(poller)
961             poller.block()
962
963     def get_increment_new_value(self):
964         """Returns the final (incremented) value of the column in this
965         transaction that was set to be incremented by Row.increment.  This
966         transaction must have committed successfully."""
967         assert self._status == Transaction.SUCCESS
968         return self._inc_new_value
969
970     def abort(self):
971         """Aborts this transaction.  If Transaction.commit() has already been
972         called then the transaction might get committed anyhow."""
973         self.__disassemble()
974         if self._status in (Transaction.UNCOMMITTED,
975                             Transaction.INCOMPLETE):
976             self._status = Transaction.ABORTED
977
978     def get_error(self):
979         """Returns a string representing this transaction's current status,
980         suitable for use in log messages."""
981         if self._status != Transaction.ERROR:
982             return Transaction.status_to_string(self._status)
983         elif self._error:
984             return self._error
985         else:
986             return "no error details available"
987
988     def __set_error_json(self, json):
989         if self._error is None:
990             self._error = ovs.json.to_string(json)
991
992     def get_insert_uuid(self, uuid):
993         """Finds and returns the permanent UUID that the database assigned to a
994         newly inserted row, given the UUID that Transaction.insert() assigned
995         locally to that row.
996
997         Returns None if 'uuid' is not a UUID assigned by Transaction.insert()
998         or if it was assigned by that function and then deleted by Row.delete()
999         within the same transaction.  (Rows that are inserted and then deleted
1000         within a single transaction are never sent to the database server, so
1001         it never assigns them a permanent UUID.)
1002
1003         This transaction must have completed successfully."""
1004         assert self._status in (Transaction.SUCCESS,
1005                                 Transaction.UNCHANGED)
1006         inserted_row = self._inserted_rows.get(uuid)
1007         if inserted_row:
1008             return inserted_row.real
1009         return None
1010
1011     def _increment(self, row, column):
1012         assert not self._inc_row
1013         self._inc_row = row
1014         self._inc_column = column
1015
1016     def _write(self, row, column, datum):
1017         assert row._changes is not None
1018
1019         txn = row._idl.txn
1020
1021         # If this is a write-only column and the datum being written is the
1022         # same as the one already there, just skip the update entirely.  This
1023         # is worth optimizing because we have a lot of columns that get
1024         # periodically refreshed into the database but don't actually change
1025         # that often.
1026         #
1027         # We don't do this for read/write columns because that would break
1028         # atomicity of transactions--some other client might have written a
1029         # different value in that column since we read it.  (But if a whole
1030         # transaction only does writes of existing values, without making any
1031         # real changes, we will drop the whole transaction later in
1032         # ovsdb_idl_txn_commit().)
1033         if not column.alert and row._data.get(column.name) == datum:
1034             new_value = row._changes.get(column.name)
1035             if new_value is None or new_value == datum:
1036                 return
1037
1038         txn._txn_rows[row.uuid] = row
1039         row._changes[column.name] = datum.copy()
1040
1041     def insert(self, table, new_uuid=None):
1042         """Inserts and returns a new row in 'table', which must be one of the
1043         ovs.db.schema.TableSchema objects in the Idl's 'tables' dict.
1044
1045         The new row is assigned a provisional UUID.  If 'uuid' is None then one
1046         is randomly generated; otherwise 'uuid' should specify a randomly
1047         generated uuid.UUID not otherwise in use.  ovsdb-server will assign a
1048         different UUID when 'txn' is committed, but the IDL will replace any
1049         uses of the provisional UUID in the data to be to be committed by the
1050         UUID assigned by ovsdb-server."""
1051         assert self._status == Transaction.UNCOMMITTED
1052         if new_uuid is None:
1053             new_uuid = uuid.uuid4()
1054         row = Row(self.idl, table, new_uuid, None)
1055         table.rows[row.uuid] = row
1056         self._txn_rows[row.uuid] = row
1057         return row
1058
1059     def _process_reply(self, msg):
1060         if msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_ERROR:
1061             self._status = Transaction.ERROR
1062         elif type(msg.result) not in (list, tuple):
1063             # XXX rate-limit
1064             vlog.warn('reply to "transact" is not JSON array')
1065         else:
1066             hard_errors = False
1067             soft_errors = False
1068             lock_errors = False
1069
1070             ops = msg.result
1071             for op in ops:
1072                 if op is None:
1073                     # This isn't an error in itself but indicates that some
1074                     # prior operation failed, so make sure that we know about
1075                     # it.
1076                     soft_errors = True
1077                 elif type(op) == dict:
1078                     error = op.get("error")
1079                     if error is not None:
1080                         if error == "timed out":
1081                             soft_errors = True
1082                         elif error == "not owner":
1083                             lock_errors = True
1084                         elif error == "aborted":
1085                             pass
1086                         else:
1087                             hard_errors = True
1088                             self.__set_error_json(op)
1089                 else:
1090                     hard_errors = True
1091                     self.__set_error_json(op)
1092                     # XXX rate-limit
1093                     vlog.warn("operation reply is not JSON null or object")
1094
1095             if not soft_errors and not hard_errors and not lock_errors:
1096                 if self._inc_row and not self.__process_inc_reply(ops):
1097                     hard_errors = True
1098
1099                 for insert in self._inserted_rows.itervalues():
1100                     if not self.__process_insert_reply(insert, ops):
1101                         hard_errors = True
1102
1103             if hard_errors:
1104                 self._status = Transaction.ERROR
1105             elif lock_errors:
1106                 self._status = Transaction.NOT_LOCKED
1107             elif soft_errors:
1108                 self._status = Transaction.TRY_AGAIN
1109             else:
1110                 self._status = Transaction.SUCCESS
1111
1112     @staticmethod
1113     def __check_json_type(json, types, name):
1114         if not json:
1115             # XXX rate-limit
1116             vlog.warn("%s is missing" % name)
1117             return False
1118         elif type(json) not in types:
1119             # XXX rate-limit
1120             vlog.warn("%s has unexpected type %s" % (name, type(json)))
1121             return False
1122         else:
1123             return True
1124
1125     def __process_inc_reply(self, ops):
1126         if self._inc_index + 2 > len(ops):
1127             # XXX rate-limit
1128             vlog.warn("reply does not contain enough operations for "
1129                       "increment (has %d, needs %d)" %
1130                       (len(ops), self._inc_index + 2))
1131
1132         # We know that this is a JSON object because the loop in
1133         # __process_reply() already checked.
1134         mutate = ops[self._inc_index]
1135         count = mutate.get("count")
1136         if not Transaction.__check_json_type(count, (int, long),
1137                                              '"mutate" reply "count"'):
1138             return False
1139         if count != 1:
1140             # XXX rate-limit
1141             vlog.warn('"mutate" reply "count" is %d instead of 1' % count)
1142             return False
1143
1144         select = ops[self._inc_index + 1]
1145         rows = select.get("rows")
1146         if not Transaction.__check_json_type(rows, (list, tuple),
1147                                              '"select" reply "rows"'):
1148             return False
1149         if len(rows) != 1:
1150             # XXX rate-limit
1151             vlog.warn('"select" reply "rows" has %d elements '
1152                       'instead of 1' % len(rows))
1153             return False
1154         row = rows[0]
1155         if not Transaction.__check_json_type(row, (dict,),
1156                                              '"select" reply row'):
1157             return False
1158         column = row.get(self._inc_column)
1159         if not Transaction.__check_json_type(column, (int, long),
1160                                              '"select" reply inc column'):
1161             return False
1162         self._inc_new_value = column
1163         return True
1164
1165     def __process_insert_reply(self, insert, ops):
1166         if insert.op_index >= len(ops):
1167             # XXX rate-limit
1168             vlog.warn("reply does not contain enough operations "
1169                       "for insert (has %d, needs %d)"
1170                       % (len(ops), insert.op_index))
1171             return False
1172
1173         # We know that this is a JSON object because the loop in
1174         # __process_reply() already checked.
1175         reply = ops[insert.op_index]
1176         json_uuid = reply.get("uuid")
1177         if not Transaction.__check_json_type(json_uuid, (tuple, list),
1178                                              '"insert" reply "uuid"'):
1179             return False
1180
1181         try:
1182             uuid_ = ovs.ovsuuid.from_json(json_uuid)
1183         except error.Error:
1184             # XXX rate-limit
1185             vlog.warn('"insert" reply "uuid" is not a JSON UUID')
1186             return False
1187
1188         insert.real = uuid_
1189         return True
1190
1191
1192 class SchemaHelper(object):
1193     """IDL Schema helper.
1194
1195     This class encapsulates the logic required to generate schemas suitable
1196     for creating 'ovs.db.idl.Idl' objects.  Clients should register columns
1197     they are interested in using register_columns().  When finished, the
1198     get_idl_schema() function may be called.
1199
1200     The location on disk of the schema used may be found in the
1201     'schema_location' variable."""
1202
1203     def __init__(self, location=None, schema_json=None):
1204         """Creates a new Schema object.
1205
1206         'location' file path to ovs schema. None means default location
1207         'schema_json' schema in json preresentation in memory
1208         """
1209
1210         if location and schema_json:
1211             raise ValueError("both location and schema_json can't be "
1212                              "specified. it's ambiguous.")
1213         if schema_json is None:
1214             if location is None:
1215                 location = "%s/vswitch.ovsschema" % ovs.dirs.PKGDATADIR
1216             schema_json = ovs.json.from_file(location)
1217
1218         self.schema_json = schema_json
1219         self._tables = {}
1220         self._all = False
1221
1222     def register_columns(self, table, columns):
1223         """Registers interest in the given 'columns' of 'table'.  Future calls
1224         to get_idl_schema() will include 'table':column for each column in
1225         'columns'. This function automatically avoids adding duplicate entries
1226         to the schema.
1227
1228         'table' must be a string.
1229         'columns' must be a list of strings.
1230         """
1231
1232         assert type(table) is str
1233         assert type(columns) is list
1234
1235         columns = set(columns) | self._tables.get(table, set())
1236         self._tables[table] = columns
1237
1238     def register_table(self, table):
1239         """Registers interest in the given all columns of 'table'. Future calls
1240         to get_idl_schema() will include all columns of 'table'.
1241
1242         'table' must be a string
1243         """
1244         assert type(table) is str
1245         self._tables[table] = set()  # empty set means all columns in the table
1246
1247     def register_all(self):
1248         """Registers interest in every column of every table."""
1249         self._all = True
1250
1251     def get_idl_schema(self):
1252         """Gets a schema appropriate for the creation of an 'ovs.db.id.IDL'
1253         object based on columns registered using the register_columns()
1254         function."""
1255
1256         schema = ovs.db.schema.DbSchema.from_json(self.schema_json)
1257         self.schema_json = None
1258
1259         if not self._all:
1260             schema_tables = {}
1261             for table, columns in self._tables.iteritems():
1262                 schema_tables[table] = (
1263                     self._keep_table_columns(schema, table, columns))
1264
1265             schema.tables = schema_tables
1266         return schema
1267
1268     def _keep_table_columns(self, schema, table_name, columns):
1269         assert table_name in schema.tables
1270         table = schema.tables[table_name]
1271
1272         if not columns:
1273             # empty set means all columns in the table
1274             return table
1275
1276         new_columns = {}
1277         for column_name in columns:
1278             assert type(column_name) is str
1279             assert column_name in table.columns
1280
1281             new_columns[column_name] = table.columns[column_name]
1282
1283         table.columns = new_columns
1284         return table