Logo AND Algorithmique Numérique Distribuée

Public GIT Repository
Implementing concurrent join in Chord
authorthiery <thiery@48e7efb5-ca39-0410-a469-dd3cf9ba447f>
Wed, 15 Dec 2010 16:10:53 +0000 (16:10 +0000)
committerthiery <thiery@48e7efb5-ca39-0410-a469-dd3cf9ba447f>
Wed, 15 Dec 2010 16:10:53 +0000 (16:10 +0000)
git-svn-id: svn+ssh://scm.gforge.inria.fr/svn/simgrid/simgrid/trunk@9262 48e7efb5-ca39-0410-a469-dd3cf9ba447f

examples/msg/chord/chord.c

index 8718f66..b8e224c 100644 (file)
@@ -28,11 +28,11 @@ typedef struct finger {
  */
 typedef struct node {
   int id;                                 // my id
  */
 typedef struct node {
   int id;                                 // my id
-  char* mailbox;
+  char* mailbox;                          // my usual mailbox name
   s_finger_t fingers[NB_BITS];            // finger table (fingers[0] is my successor)
   int pred_id;                            // predecessor id
   s_finger_t fingers[NB_BITS];            // finger table (fingers[0] is my successor)
   int pred_id;                            // predecessor id
-  char* pred_mailbox;
-  xbt_dynar_t comms;                      // current communications to finish
+  char* pred_mailbox;                     // predecessor's mailbox name
+  xbt_dynar_t comms;                      // current communications pending
 } s_node_t, *node_t;
 
 /**
 } s_node_t, *node_t;
 
 /**
@@ -53,14 +53,16 @@ static int normalize(int id);
 static int is_in_interval(int id, int start, int end);
 static char* get_mailbox(int host_id);
 static void print_finger_table(node_t node);
 static int is_in_interval(int id, int start, int end);
 static char* get_mailbox(int host_id);
 static void print_finger_table(node_t node);
+static void set_finger(node_t node, int finger_index, int id);
+static void set_predecessor(node_t node, int predecessor_id);
 
 // process functions
 static int node(int argc, char *argv[]);
 
 // initialization
 static void initialize_first_node(node_t node);
 
 // process functions
 static int node(int argc, char *argv[]);
 
 // initialization
 static void initialize_first_node(node_t node);
-static void initialize_finger_table(node_t data, int known_id);
 static void join(node_t node, int known_id);
 static void join(node_t node, int known_id);
+static void bootstrap(node_t node, int known_id);
 static void leave(node_t node);
 
 // Chord core
 static void leave(node_t node);
 
 // Chord core
@@ -70,22 +72,29 @@ static int find_predecessor(node_t node, int id);
 static int remote_find_predecessor(node_t node, int ask_to_id, int id);
 static int closest_preceding_finger(node_t node, int id);
 static int remote_closest_preceding_finger(int ask_to_id, int id);
 static int remote_find_predecessor(node_t node, int ask_to_id, int id);
 static int closest_preceding_finger(node_t node, int id);
 static int remote_closest_preceding_finger(int ask_to_id, int id);
-static void notify_predecessors(node_t node);
+static void notify(node_t node, int new_node_id);
+static void remote_notify(node_t node, int notify_id);
+static void stabilize(node_t node);
+static void quit_notify(node_t node, int to);
+
+// not implemented yet
 static void remote_move_keys(node_t node, int take_from_id);
 static void remote_move_keys(node_t node, int take_from_id);
+
+// deprecated
+static void notify_predecessors(node_t node);
+static void initialize_finger_table(node_t data, int known_id);
+static void notify_predecessor_changed(node_t node, int predecessor_candidate_id);
+static void remote_notify_predecessor_changed(node_t node, int notify_to, int predecessor_candidate_id);
 static void update_finger_table(node_t node, int candidate_id, int finger_index);
 static void remote_update_finger_table(node_t node, int ask_to_id, int candidate_id, int finger_index);
 static void update_finger_table(node_t node, int candidate_id, int finger_index);
 static void remote_update_finger_table(node_t node, int ask_to_id, int candidate_id, int finger_index);
-static void notify(node_t node, int predecessor_candidate_id);
-static void remote_notify(node_t node, int notify_to, int predecessor_candidate_id);
-static void stabilize(node_t node);
-static void quit_notify(node_t node, int to);
 
 /**
  * \brief Turns an id into an equivalent id in [0, NB_KEYS[
  * \param id an id
  * \return the corresponding normalized id
  */
 
 /**
  * \brief Turns an id into an equivalent id in [0, NB_KEYS[
  * \param id an id
  * \return the corresponding normalized id
  */
-static int normalize(int id) {
-
+static int normalize(int id)
+{
   // make sure id >= 0
   while (id < 0) {
     id += NB_KEYS;
   // make sure id >= 0
   while (id < 0) {
     id += NB_KEYS;
@@ -112,8 +121,8 @@ static int normalize(int id) {
  * \param end upper bound
  * \return a non-zero value if id in in [start, end]
  */
  * \param end upper bound
  * \return a non-zero value if id in in [start, end]
  */
-static int is_in_interval(int id, int start, int end) {
-
+static int is_in_interval(int id, int start, int end)
+{
   id = normalize(id);
   start = normalize(start);
   end = normalize(end);
   id = normalize(id);
   start = normalize(start);
   end = normalize(end);
@@ -136,8 +145,8 @@ static int is_in_interval(int id, int start, int end) {
  * \return the name of its mailbox
  * FIXME: free the memory
  */
  * \return the name of its mailbox
  * FIXME: free the memory
  */
-static char* get_mailbox(int node_id) {
-
+static char* get_mailbox(int node_id)
+{
   return bprintf("mailbox%d", node_id);
 }
 
   return bprintf("mailbox%d", node_id);
 }
 
@@ -145,8 +154,8 @@ static char* get_mailbox(int node_id) {
  * \brief Displays the finger table of a node.
  * \param node a node
  */
  * \brief Displays the finger table of a node.
  * \param node a node
  */
-static void print_finger_table(node_t node) {
-
+static void print_finger_table(node_t node)
+{
   int i;
   int pow = 1;
   INFO0("My finger table:");
   int i;
   int pow = 1;
   INFO0("My finger table:");
@@ -158,6 +167,33 @@ static void print_finger_table(node_t node) {
   INFO1("Predecessor: %d", node->pred_id);
 }
 
   INFO1("Predecessor: %d", node->pred_id);
 }
 
+/**
+ * \brief Sets a finger of the current node.
+ * \param node the current node
+ * \param finger_index index of the finger to set (0 to NB_BITS - 1)
+ * \param id the id to set for this finger
+ */
+static void set_finger(node_t node, int finger_index, int id)
+{
+  node->fingers[finger_index].id = id;
+  xbt_free(node->fingers[finger_index].mailbox);
+  node->fingers[finger_index].mailbox = get_mailbox(id);
+  INFO2("My new finger #%d is %d", finger_index, id);
+}
+
+/**
+ * \brief Sets the predecessor of the current node.
+ * \param node the current node
+ * \param id the id to predecessor
+ */
+static void set_predecessor(node_t node, int predecessor_id)
+{
+  node->pred_id = predecessor_id;
+  xbt_free(node->pred_mailbox);
+  node->pred_mailbox = get_mailbox(predecessor_id);
+  INFO1("My new predecessor is %d", predecessor_id);
+}
+
 /**
  * \brief Node Function
  * Arguments:
 /**
  * \brief Node Function
  * Arguments:
@@ -172,6 +208,7 @@ int node(int argc, char *argv[])
   int i;
   char* mailbox;
   double deadline;
   int i;
   char* mailbox;
   double deadline;
+  double next_stabilize_date = init_time + 50;
 
   xbt_assert0(argc == 3 || argc == 5, "Wrong number of arguments for this node");
 
 
   xbt_assert0(argc == 3 || argc == 5, "Wrong number of arguments for this node");
 
@@ -181,7 +218,6 @@ int node(int argc, char *argv[])
   node.mailbox = get_mailbox(node.id);
   node.comms = xbt_dynar_new(sizeof(msg_comm_t), NULL);
 
   node.mailbox = get_mailbox(node.id);
   node.comms = xbt_dynar_new(sizeof(msg_comm_t), NULL);
 
-
   if (argc == 3) { // first ring
     initialize_first_node(&node);
     deadline = atof(argv[2]);
   if (argc == 3) { // first ring
     initialize_first_node(&node);
     deadline = atof(argv[2]);
@@ -199,7 +235,7 @@ int node(int argc, char *argv[])
     join(&node, known_id);
   }
 
     join(&node, known_id);
   }
 
-  while ((MSG_get_clock( )- init_time) < deadline) {
+  while ((MSG_get_clock(- init_time) < deadline) {
 
     unsigned int cursor;
     comm = NULL;
 
     unsigned int cursor;
     comm = NULL;
@@ -210,10 +246,15 @@ int node(int argc, char *argv[])
       }
     }
 
       }
     }
 
+   if (MSG_get_clock() >= next_stabilize_date) {
+     stabilize(&node);
+     next_stabilize_date = MSG_get_clock() + 50;
+   }
+
     m_task_t task = NULL;
     m_task_t task = NULL;
-    MSG_error_t res = MSG_task_receive_with_timeout(&task, node.mailbox,45); // FIXME >> find the right timeout !!
+    MSG_error_t res = MSG_task_receive_with_timeout(&task, node.mailbox, 45); // FIXME >> find the right timeout !!
 
 
-    if(res == MSG_OK)                           // else check deadline condition and keep waiting for a task
+    if (res == MSG_OK)                          // else check deadline condition and keep waiting for a task
     {
 
     // get data
     {
 
     // get data
@@ -262,15 +303,20 @@ int node(int argc, char *argv[])
       }
     }
 
       }
     }
 
+    else if (!strcmp(task_name, "Notify")) {
+      // someone may be my new neighboor
+      INFO1("Receiving a 'Notify' request from %s", task_data->issuer_host_name);
+      notify(&node, task_data->request_id);
+    }
     else if (!strcmp(task_name, "Update Finger")) {
       // someone is telling me that he may be my new finger
       INFO1("Receiving an 'Update Finger' request from %s", task_data->issuer_host_name);
       update_finger_table(&node, task_data->request_id, task_data->request_finger);
     }
     else if (!strcmp(task_name, "Update Finger")) {
       // someone is telling me that he may be my new finger
       INFO1("Receiving an 'Update Finger' request from %s", task_data->issuer_host_name);
       update_finger_table(&node, task_data->request_id, task_data->request_finger);
     }
-    else if (!strcmp(task_name, "Notify")) {
+    else if (!strcmp(task_name, "Notify Predecessor Changed")) {
       // someone is telling me that he may be my new predecessor
       // someone is telling me that he may be my new predecessor
-      INFO1("Receiving a 'Notify' request from %s", task_data->issuer_host_name);
-      notify(&node, task_data->request_id);
+      INFO1("Receiving a 'Notify Predecessor Changed' request from %s", task_data->issuer_host_name);
+      notify_predecessor_changed(&node, task_data->request_id);
     }
     else if (!strcmp(task_name, "Predecessor Leaving")) {
           // my predecessor is about quitting
     }
     else if (!strcmp(task_name, "Predecessor Leaving")) {
           // my predecessor is about quitting
@@ -315,28 +361,103 @@ static void initialize_first_node(node_t node)
 {
   INFO0("Create a new Chord ring...");
 
 {
   INFO0("Create a new Chord ring...");
 
-  // I am my own successor and predecessor
+  // I am my own successor, predecessor and fingers
   int i;
   for (i = 0; i < NB_BITS; i++) {
   int i;
   for (i = 0; i < NB_BITS; i++) {
-    node->fingers[i].id = node->id;
-    node->fingers[i].mailbox = xbt_strdup(node->mailbox);
+    set_finger(node, i, node->id);
   }
   }
-  node->pred_id = node->id;
-  node->pred_mailbox = node->mailbox;
+  set_predecessor(node, node->id);
   print_finger_table(node);
 }
 
 /**
   print_finger_table(node);
 }
 
 /**
- * \brief Makes the current node join the system, knowing the id of a node already in the system
+ * \brief Makes the current node join the system, knowing the id of a node
+ * already in the system
  * \param node the current node
  * \param known_id id of a node already in the system
  */
 static void join(node_t node, int known_id)
 {
  * \param node the current node
  * \param known_id id of a node already in the system
  */
 static void join(node_t node, int known_id)
 {
-  initialize_finger_table(node, known_id); // determine my fingers, asking to known_id
-  remote_notify(node, node->fingers[0].id, node->id); // tell my successor that I'm his new predecessor
-  notify_predecessors(node); // tell others that I may have became their finger
-  remote_move_keys(node, node->fingers[0].id); // take some key-value pairs from my successor
+  INFO0("Joining the system");
+  // find my predecessor and successor
+  int pred;
+  int suc = remote_find_predecessor(node, known_id, node->id);
+  do {
+    pred = suc;
+    suc = remote_find_successor(node, pred, pred);
+  } while (!is_in_interval(node->id, pred + 1, suc));
+
+  set_finger(node, 0, suc);
+  set_predecessor(node, pred);
+  remote_notify(node, pred);
+  remote_notify(node, suc);
+  bootstrap(node, suc);
+}
+
+/**
+ * \brief Notifies the current node that a node has just joined the network.
+ * \param node the current node
+ * \param new_node_id id of the new node in the network
+ */
+static void notify(node_t node, int new_node_id)
+{
+  INFO1("A new node %d has joined the network, let's see if it is a neighboor", new_node_id);
+  if (is_in_interval(new_node_id, node->id + 1, node->fingers[0].id - 1)) {
+    // new_node_id is my new successor
+    set_finger(node, 0, new_node_id);
+    bootstrap(node, new_node_id);
+  }
+
+  if (is_in_interval(new_node_id, node->pred_id + 1, node->id - 1)) {
+    // new_node_id is my new predecessor
+    set_predecessor(node, new_node_id);
+    bootstrap(node, new_node_id);
+  }
+}
+
+/**
+ * \brief Notifies a remote node that the current node has just joined
+ * the network.
+ * \param node the current node
+ * \param notify_id id of the remote node to notify
+ */
+static void remote_notify(node_t node, int notify_id)
+{
+  task_data_t req_data = xbt_new0(s_task_data_t, 1);
+  req_data->request_id = node->id;
+  req_data->issuer_host_name = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
+
+  // send a "Notify" request to notify_id
+  INFO2("Sending a 'Notify' request to %d because I have joined the network with id %d", notify_id, node->id);
+  m_task_t task = MSG_task_create("Notify", 1000, 5000, req_data);
+  char* mailbox = get_mailbox(notify_id);
+  msg_comm_t comm = MSG_task_isend(task, mailbox);
+  xbt_dynar_push(node->comms, &comm);
+  xbt_free(mailbox);
+}
+
+/**
+* \brief Let the current node send queries to fill in its own finger table.
+* \param node the current node
+* \param ask_to_id id of a node to send queries to
+*/
+static void bootstrap(node_t node, int ask_to_id)
+{
+  INFO0("Filling my finger table");
+  int i, pred_id, succ_id;
+  int pow = 1;
+
+  for (i = 0; i < NB_BITS; i++)
+  {
+    pred_id = remote_find_successor(node, ask_to_id, pow);
+    do {
+      succ_id = pred_id;
+      pred_id = remote_find_predecessor(node, pred_id, pred_id);
+    } while (pred_id >= pow);
+
+    pow = pow << 1;
+    set_finger(node, i, succ_id);
+  }
 }
 
 /**
 }
 
 /**
@@ -457,10 +578,7 @@ static void update_finger_table(node_t node, int candidate_id, int finger_index)
   if (is_in_interval(candidate_id, node->id, node->fingers[finger_index].id - 1)) {
 //    INFO3("Candidate %d is between %d and %d!", candidate_id, node->id + pow, node->fingers[finger_index].id - 1);
     // candidate_id is my new finger
   if (is_in_interval(candidate_id, node->id, node->fingers[finger_index].id - 1)) {
 //    INFO3("Candidate %d is between %d and %d!", candidate_id, node->id + pow, node->fingers[finger_index].id - 1);
     // candidate_id is my new finger
-    xbt_free(node->fingers[finger_index].mailbox);
-    node->fingers[finger_index].id = candidate_id;
-    node->fingers[finger_index].mailbox = get_mailbox(candidate_id);
-    INFO2("My new finger #%d is %d", finger_index, candidate_id);
+    set_finger(node, finger_index, candidate_id);
     print_finger_table(node);
 
     if (node->pred_id != node->id) { // FIXME: is this necessary?
     print_finger_table(node);
 
     if (node->pred_id != node->id) { // FIXME: is this necessary?
@@ -542,7 +660,6 @@ static int remote_find_successor(node_t node, int ask_to, int id)
   return successor;
 }
 
   return successor;
 }
 
-
 /**
  * \brief Makes the current node find the predecessor node of an id.
  * \param node the current node
 /**
  * \brief Makes the current node find the predecessor node of an id.
  * \param node the current node
@@ -615,18 +732,23 @@ int closest_preceding_finger(node_t node, int id)
 
 /**
  * \brief This function is called periodically. It checks the immediate
 
 /**
  * \brief This function is called periodically. It checks the immediate
- * successor of the current node.
+ * successor and predecessor of the current node.
  * \param node the current node
  */
  * \param node the current node
  */
-static void stabilize(node_t node) {
-
-  int x = find_predecessor(node, node->fingers[0].id);
-  if (is_in_interval(x, node->id + 1, node->fingers[0].id)) {
-    xbt_free(node->fingers[0].mailbox);
-    node->fingers[0].id = x;
-    node->fingers[0].mailbox = get_mailbox(x);
+static void stabilize(node_t node)
+{
+  INFO0("Stabilizing node");
+  int succ_id;
+  succ_id = node->pred_id;
+  succ_id = remote_find_successor(node, succ_id, succ_id);
+  if (is_in_interval(succ_id, node->pred_id + 1, node->id - 1)) {
+    set_predecessor(node, succ_id);
+  }
+  succ_id = node->fingers[0].id;
+  succ_id = remote_find_predecessor(node, succ_id, succ_id);
+  if (is_in_interval(succ_id, node->id + 1, node->fingers[0].id - 1)) {
+    set_finger(node, 0, succ_id);
   }
   }
-  remote_notify(node, node->fingers[0].id, node->id);
 }
 
 /**
 }
 
 /**
@@ -634,15 +756,12 @@ static void stabilize(node_t node) {
  * \param node the current node
  * \param candidate_id the possible new predecessor
  */
  * \param node the current node
  * \param candidate_id the possible new predecessor
  */
-static void notify(node_t node, int predecessor_candidate_id) {
+static void notify_predecessor_changed(node_t node, int predecessor_candidate_id) {
 
   if (node->pred_id == node->id
     || is_in_interval(predecessor_candidate_id, node->pred_id, node->id)) {
 
 
   if (node->pred_id == node->id
     || is_in_interval(predecessor_candidate_id, node->pred_id, node->id)) {
 
-    node->pred_id = predecessor_candidate_id;
-    node->pred_mailbox = get_mailbox(predecessor_candidate_id);
-
-    INFO1("My new predecessor is %d", predecessor_candidate_id);
+    set_predecessor(node, predecessor_candidate_id);
     print_finger_table(node);
   }
   else {
     print_finger_table(node);
   }
   else {
@@ -656,15 +775,15 @@ static void notify(node_t node, int predecessor_candidate_id) {
  * \param notify_id id of the node to notify
  * \param candidate_id the possible new predecessor
  */
  * \param notify_id id of the node to notify
  * \param candidate_id the possible new predecessor
  */
-static void remote_notify(node_t node, int notify_id, int predecessor_candidate_id) {
+static void remote_notify_predecessor_changed(node_t node, int notify_id, int predecessor_candidate_id) {
 
   task_data_t req_data = xbt_new0(s_task_data_t, 1);
   req_data->request_id = predecessor_candidate_id;
   req_data->issuer_host_name = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
 
   // send a "Notify" request to notify_id
 
   task_data_t req_data = xbt_new0(s_task_data_t, 1);
   req_data->request_id = predecessor_candidate_id;
   req_data->issuer_host_name = MSG_host_get_name(MSG_host_self());
 
   // send a "Notify" request to notify_id
-  INFO1("Sending a 'Notify' request to %d", notify_id);
-  m_task_t task = MSG_task_create("Notify", 1000, 5000, req_data);
+  INFO1("Sending a 'Notify Predecessor Changed' request to %d", notify_id);
+  m_task_t task = MSG_task_create("Notify Predecessor Changed", 1000, 5000, req_data);
   char* mailbox = get_mailbox(notify_id);
   msg_comm_t comm = MSG_task_isend(task, mailbox);
   xbt_dynar_push(node->comms, &comm);
   char* mailbox = get_mailbox(notify_id);
   msg_comm_t comm = MSG_task_isend(task, mailbox);
   xbt_dynar_push(node->comms, &comm);