Global replace of Nicira Networks.
[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         return json
762
763     def __disassemble(self):
764         self.idl.txn = None
765
766         for row in self._txn_rows.itervalues():
767             if row._changes is None:
768                 row._table.rows[row.uuid] = row
769             elif row._data is None:
770                 del row._table.rows[row.uuid]
771             row.__dict__["_changes"] = {}
772             row.__dict__["_prereqs"] = {}
773         self._txn_rows = {}
774
775     def commit(self):
776         """Attempts to commit 'txn'.  Returns the status of the commit
777         operation, one of the following constants:
778
779           Transaction.INCOMPLETE:
780
781               The transaction is in progress, but not yet complete.  The caller
782               should call again later, after calling Idl.run() to let the
783               IDL do OVSDB protocol processing.
784
785           Transaction.UNCHANGED:
786
787               The transaction is complete.  (It didn't actually change the
788               database, so the IDL didn't send any request to the database
789               server.)
790
791           Transaction.ABORTED:
792
793               The caller previously called Transaction.abort().
794
795           Transaction.SUCCESS:
796
797               The transaction was successful.  The update made by the
798               transaction (and possibly other changes made by other database
799               clients) should already be visible in the IDL.
800
801           Transaction.TRY_AGAIN:
802
803               The transaction failed for some transient reason, e.g. because a
804               "verify" operation reported an inconsistency or due to a network
805               problem.  The caller should wait for a change to the database,
806               then compose a new transaction, and commit the new transaction.
807
808               Use Idl.change_seqno to wait for a change in the database.  It is
809               important to use its value *before* the initial call to
810               Transaction.commit() as the baseline for this purpose, because
811               the change that one should wait for can happen after the initial
812               call but before the call that returns Transaction.TRY_AGAIN, and
813               using some other baseline value in that situation could cause an
814               indefinite wait if the database rarely changes.
815
816           Transaction.NOT_LOCKED:
817
818               The transaction failed because the IDL has been configured to
819               require a database lock (with Idl.set_lock()) but didn't
820               get it yet or has already lost it.
821
822         Committing a transaction rolls back all of the changes that it made to
823         the IDL's copy of the database.  If the transaction commits
824         successfully, then the database server will send an update and, thus,
825         the IDL will be updated with the committed changes."""
826         # The status can only change if we're the active transaction.
827         # (Otherwise, our status will change only in Idl.run().)
828         if self != self.idl.txn:
829             return self._status
830
831         # If we need a lock but don't have it, give up quickly.
832         if self.idl.lock_name and not self.idl.has_lock():
833             self._status = Transaction.NOT_LOCKED
834             self.__disassemble()
835             return self._status
836
837         operations = [self.idl._db.name]
838
839         # Assert that we have the required lock (avoiding a race).
840         if self.idl.lock_name:
841             operations.append({"op": "assert",
842                                "lock": self.idl.lock_name})
843
844         # Add prerequisites and declarations of new rows.
845         for row in self._txn_rows.itervalues():
846             if row._prereqs:
847                 rows = {}
848                 columns = []
849                 for column_name in row._prereqs:
850                     columns.append(column_name)
851                     rows[column_name] = row._data[column_name].to_json()
852                 operations.append({"op": "wait",
853                                    "table": row._table.name,
854                                    "timeout": 0,
855                                    "where": _where_uuid_equals(row.uuid),
856                                    "until": "==",
857                                    "columns": columns,
858                                    "rows": [rows]})
859
860         # Add updates.
861         any_updates = False
862         for row in self._txn_rows.itervalues():
863             if row._changes is None:
864                 if row._table.is_root:
865                     operations.append({"op": "delete",
866                                        "table": row._table.name,
867                                        "where": _where_uuid_equals(row.uuid)})
868                     any_updates = True
869                 else:
870                     # Let ovsdb-server decide whether to really delete it.
871                     pass
872             elif row._changes:
873                 op = {"table": row._table.name}
874                 if row._data is None:
875                     op["op"] = "insert"
876                     op["uuid-name"] = _uuid_name_from_uuid(row.uuid)
877                     any_updates = True
878
879                     op_index = len(operations) - 1
880                     self._inserted_rows[row.uuid] = _InsertedRow(op_index)
881                 else:
882                     op["op"] = "update"
883                     op["where"] = _where_uuid_equals(row.uuid)
884
885                 row_json = {}
886                 op["row"] = row_json
887
888                 for column_name, datum in row._changes.iteritems():
889                     if row._data is not None or not datum.is_default():
890                         row_json[column_name] = (
891                                 self._substitute_uuids(datum.to_json()))
892
893                         # If anything really changed, consider it an update.
894                         # We can't suppress not-really-changed values earlier
895                         # or transactions would become nonatomic (see the big
896                         # comment inside Transaction._write()).
897                         if (not any_updates and row._data is not None and
898                             row._data[column_name] != datum):
899                             any_updates = True
900
901                 if row._data is None or row_json:
902                     operations.append(op)
903
904         # Add increment.
905         if self._inc_row and any_updates:
906             self._inc_index = len(operations) - 1
907
908             operations.append({"op": "mutate",
909                                "table": self._inc_row._table.name,
910                                "where": self._substitute_uuids(
911                                    _where_uuid_equals(self._inc_row.uuid)),
912                                "mutations": [[self._inc_column, "+=", 1]]})
913             operations.append({"op": "select",
914                                "table": self._inc_row._table.name,
915                                "where": self._substitute_uuids(
916                                    _where_uuid_equals(self._inc_row.uuid)),
917                                "columns": [self._inc_column]})
918
919         # Add comment.
920         if self._comments:
921             operations.append({"op": "comment",
922                                "comment": "\n".join(self._comments)})
923
924         # Dry run?
925         if self.dry_run:
926             operations.append({"op": "abort"})
927
928         if not any_updates:
929             self._status = Transaction.UNCHANGED
930         else:
931             msg = ovs.jsonrpc.Message.create_request("transact", operations)
932             self._request_id = msg.id
933             if not self.idl._session.send(msg):
934                 self.idl._outstanding_txns[self._request_id] = self
935                 self._status = Transaction.INCOMPLETE
936             else:
937                 self._status = Transaction.TRY_AGAIN
938
939         self.__disassemble()
940         return self._status
941
942     def commit_block(self):
943         """Attempts to commit this transaction, blocking until the commit
944         either succeeds or fails.  Returns the final commit status, which may
945         be any Transaction.* value other than Transaction.INCOMPLETE.
946
947         This function calls Idl.run() on this transaction'ss IDL, so it may
948         cause Idl.change_seqno to change."""
949         while True:
950             status = self.commit()
951             if status != Transaction.INCOMPLETE:
952                 return status
953
954             self.idl.run()
955
956             poller = ovs.poller.Poller()
957             self.idl.wait(poller)
958             self.wait(poller)
959             poller.block()
960
961     def get_increment_new_value(self):
962         """Returns the final (incremented) value of the column in this
963         transaction that was set to be incremented by Row.increment.  This
964         transaction must have committed successfully."""
965         assert self._status == Transaction.SUCCESS
966         return self._inc_new_value
967
968     def abort(self):
969         """Aborts this transaction.  If Transaction.commit() has already been
970         called then the transaction might get committed anyhow."""
971         self.__disassemble()
972         if self._status in (Transaction.UNCOMMITTED,
973                             Transaction.INCOMPLETE):
974             self._status = Transaction.ABORTED
975
976     def get_error(self):
977         """Returns a string representing this transaction's current status,
978         suitable for use in log messages."""
979         if self._status != Transaction.ERROR:
980             return Transaction.status_to_string(self._status)
981         elif self._error:
982             return self._error
983         else:
984             return "no error details available"
985
986     def __set_error_json(self, json):
987         if self._error is None:
988             self._error = ovs.json.to_string(json)
989
990     def get_insert_uuid(self, uuid):
991         """Finds and returns the permanent UUID that the database assigned to a
992         newly inserted row, given the UUID that Transaction.insert() assigned
993         locally to that row.
994
995         Returns None if 'uuid' is not a UUID assigned by Transaction.insert()
996         or if it was assigned by that function and then deleted by Row.delete()
997         within the same transaction.  (Rows that are inserted and then deleted
998         within a single transaction are never sent to the database server, so
999         it never assigns them a permanent UUID.)
1000
1001         This transaction must have completed successfully."""
1002         assert self._status in (Transaction.SUCCESS,
1003                                 Transaction.UNCHANGED)
1004         inserted_row = self._inserted_rows.get(uuid)
1005         if inserted_row:
1006             return inserted_row.real
1007         return None
1008
1009     def _increment(self, row, column):
1010         assert not self._inc_row
1011         self._inc_row = row
1012         self._inc_column = column
1013
1014     def _write(self, row, column, datum):
1015         assert row._changes is not None
1016
1017         txn = row._idl.txn
1018
1019         # If this is a write-only column and the datum being written is the
1020         # same as the one already there, just skip the update entirely.  This
1021         # is worth optimizing because we have a lot of columns that get
1022         # periodically refreshed into the database but don't actually change
1023         # that often.
1024         #
1025         # We don't do this for read/write columns because that would break
1026         # atomicity of transactions--some other client might have written a
1027         # different value in that column since we read it.  (But if a whole
1028         # transaction only does writes of existing values, without making any
1029         # real changes, we will drop the whole transaction later in
1030         # ovsdb_idl_txn_commit().)
1031         if not column.alert and row._data.get(column.name) == datum:
1032             new_value = row._changes.get(column.name)
1033             if new_value is None or new_value == datum:
1034                 return
1035
1036         txn._txn_rows[row.uuid] = row
1037         row._changes[column.name] = datum.copy()
1038
1039     def insert(self, table, new_uuid=None):
1040         """Inserts and returns a new row in 'table', which must be one of the
1041         ovs.db.schema.TableSchema objects in the Idl's 'tables' dict.
1042
1043         The new row is assigned a provisional UUID.  If 'uuid' is None then one
1044         is randomly generated; otherwise 'uuid' should specify a randomly
1045         generated uuid.UUID not otherwise in use.  ovsdb-server will assign a
1046         different UUID when 'txn' is committed, but the IDL will replace any
1047         uses of the provisional UUID in the data to be to be committed by the
1048         UUID assigned by ovsdb-server."""
1049         assert self._status == Transaction.UNCOMMITTED
1050         if new_uuid is None:
1051             new_uuid = uuid.uuid4()
1052         row = Row(self.idl, table, new_uuid, None)
1053         table.rows[row.uuid] = row
1054         self._txn_rows[row.uuid] = row
1055         return row
1056
1057     def _process_reply(self, msg):
1058         if msg.type == ovs.jsonrpc.Message.T_ERROR:
1059             self._status = Transaction.ERROR
1060         elif type(msg.result) not in (list, tuple):
1061             # XXX rate-limit
1062             vlog.warn('reply to "transact" is not JSON array')
1063         else:
1064             hard_errors = False
1065             soft_errors = False
1066             lock_errors = False
1067
1068             ops = msg.result
1069             for op in ops:
1070                 if op is None:
1071                     # This isn't an error in itself but indicates that some
1072                     # prior operation failed, so make sure that we know about
1073                     # it.
1074                     soft_errors = True
1075                 elif type(op) == dict:
1076                     error = op.get("error")
1077                     if error is not None:
1078                         if error == "timed out":
1079                             soft_errors = True
1080                         elif error == "not owner":
1081                             lock_errors = True
1082                         elif error == "aborted":
1083                             pass
1084                         else:
1085                             hard_errors = True
1086                             self.__set_error_json(op)
1087                 else:
1088                     hard_errors = True
1089                     self.__set_error_json(op)
1090                     # XXX rate-limit
1091                     vlog.warn("operation reply is not JSON null or object")
1092
1093             if not soft_errors and not hard_errors and not lock_errors:
1094                 if self._inc_row and not self.__process_inc_reply(ops):
1095                     hard_errors = True
1096
1097                 for insert in self._inserted_rows.itervalues():
1098                     if not self.__process_insert_reply(insert, ops):
1099                         hard_errors = True
1100
1101             if hard_errors:
1102                 self._status = Transaction.ERROR
1103             elif lock_errors:
1104                 self._status = Transaction.NOT_LOCKED
1105             elif soft_errors:
1106                 self._status = Transaction.TRY_AGAIN
1107             else:
1108                 self._status = Transaction.SUCCESS
1109
1110     @staticmethod
1111     def __check_json_type(json, types, name):
1112         if not json:
1113             # XXX rate-limit
1114             vlog.warn("%s is missing" % name)
1115             return False
1116         elif type(json) not in types:
1117             # XXX rate-limit
1118             vlog.warn("%s has unexpected type %s" % (name, type(json)))
1119             return False
1120         else:
1121             return True
1122
1123     def __process_inc_reply(self, ops):
1124         if self._inc_index + 2 > len(ops):
1125             # XXX rate-limit
1126             vlog.warn("reply does not contain enough operations for "
1127                       "increment (has %d, needs %d)" %
1128                       (len(ops), self._inc_index + 2))
1129
1130         # We know that this is a JSON object because the loop in
1131         # __process_reply() already checked.
1132         mutate = ops[self._inc_index]
1133         count = mutate.get("count")
1134         if not Transaction.__check_json_type(count, (int, long),
1135                                              '"mutate" reply "count"'):
1136             return False
1137         if count != 1:
1138             # XXX rate-limit
1139             vlog.warn('"mutate" reply "count" is %d instead of 1' % count)
1140             return False
1141
1142         select = ops[self._inc_index + 1]
1143         rows = select.get("rows")
1144         if not Transaction.__check_json_type(rows, (list, tuple),
1145                                              '"select" reply "rows"'):
1146             return False
1147         if len(rows) != 1:
1148             # XXX rate-limit
1149             vlog.warn('"select" reply "rows" has %d elements '
1150                       'instead of 1' % len(rows))
1151             return False
1152         row = rows[0]
1153         if not Transaction.__check_json_type(row, (dict,),
1154                                              '"select" reply row'):
1155             return False
1156         column = row.get(self._inc_column)
1157         if not Transaction.__check_json_type(column, (int, long),
1158                                              '"select" reply inc column'):
1159             return False
1160         self._inc_new_value = column
1161         return True
1162
1163     def __process_insert_reply(self, insert, ops):
1164         if insert.op_index >= len(ops):
1165             # XXX rate-limit
1166             vlog.warn("reply does not contain enough operations "
1167                       "for insert (has %d, needs %d)"
1168                       % (len(ops), insert.op_index))
1169             return False
1170
1171         # We know that this is a JSON object because the loop in
1172         # __process_reply() already checked.
1173         reply = ops[insert.op_index]
1174         json_uuid = reply.get("uuid")
1175         if not Transaction.__check_json_type(json_uuid, (tuple, list),
1176                                              '"insert" reply "uuid"'):
1177             return False
1178
1179         try:
1180             uuid_ = ovs.ovsuuid.from_json(json_uuid)
1181         except error.Error:
1182             # XXX rate-limit
1183             vlog.warn('"insert" reply "uuid" is not a JSON UUID')
1184             return False
1185
1186         insert.real = uuid_
1187         return True
1188
1189
1190 class SchemaHelper(object):
1191     """IDL Schema helper.
1192
1193     This class encapsulates the logic required to generate schemas suitable
1194     for creating 'ovs.db.idl.Idl' objects.  Clients should register columns
1195     they are interested in using register_columns().  When finished, the
1196     get_idl_schema() function may be called.
1197
1198     The location on disk of the schema used may be found in the
1199     'schema_location' variable."""
1200
1201     def __init__(self, location=None):
1202         """Creates a new Schema object."""
1203
1204         if location is None:
1205             location = "%s/vswitch.ovsschema" % ovs.dirs.PKGDATADIR
1206
1207         self.schema_location = location
1208         self._tables = {}
1209         self._all = False
1210
1211     def register_columns(self, table, columns):
1212         """Registers interest in the given 'columns' of 'table'.  Future calls
1213         to get_idl_schema() will include 'table':column for each column in
1214         'columns'. This function automatically avoids adding duplicate entries
1215         to the schema.
1216
1217         'table' must be a string.
1218         'columns' must be a list of strings.
1219         """
1220
1221         assert type(table) is str
1222         assert type(columns) is list
1223
1224         columns = set(columns) | self._tables.get(table, set())
1225         self._tables[table] = columns
1226
1227     def register_all(self):
1228         """Registers interest in every column of every table."""
1229         self._all = True
1230
1231     def get_idl_schema(self):
1232         """Gets a schema appropriate for the creation of an 'ovs.db.id.IDL'
1233         object based on columns registered using the register_columns()
1234         function."""
1235
1236         schema = ovs.db.schema.DbSchema.from_json(
1237             ovs.json.from_file(self.schema_location))
1238
1239         if not self._all:
1240             schema_tables = {}
1241             for table, columns in self._tables.iteritems():
1242                 schema_tables[table] = (
1243                     self._keep_table_columns(schema, table, columns))
1244
1245             schema.tables = schema_tables
1246         return schema
1247
1248     def _keep_table_columns(self, schema, table_name, columns):
1249         assert table_name in schema.tables
1250         table = schema.tables[table_name]
1251
1252         new_columns = {}
1253         for column_name in columns:
1254             assert type(column_name) is str
1255             assert column_name in table.columns
1256
1257             new_columns[column_name] = table.columns[column_name]
1258
1259         table.columns = new_columns
1260         return table