src/gromacs/imd/imdsocket.cpp

   1 /*
   2  * This file is part of the GROMACS molecular simulation package.
   3  *
   4  * Copyright (c) 2014,2015,2016,2017,2018,2019, by the GROMACS development team, led by
   5  * Mark Abraham, David van der Spoel, Berk Hess, and Erik Lindahl,
   6  * and including many others, as listed in the AUTHORS file in the
   7  * top-level source directory and at http://www.gromacs.org.
   8  *
   9  * GROMACS is free software; you can redistribute it and/or
  10  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public License
  11  * as published by the Free Software Foundation; either version 2.1
  12  * of the License, or (at your option) any later version.
  13  *
  14  * GROMACS is distributed in the hope that it will be useful,
  15  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  16  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
  17  * Lesser General Public License for more details.
  18  *
  19  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
  20  * License along with GROMACS; if not, see
  21  * http://www.gnu.org/licenses, or write to the Free Software Foundation,
  22  * Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA.
  23  *
  24  * If you want to redistribute modifications to GROMACS, please
  25  * consider that scientific software is very special. Version
  26  * control is crucial - bugs must be traceable. We will be happy to
  27  * consider code for inclusion in the official distribution, but
  28  * derived work must not be called official GROMACS. Details are found
  29  * in the README & COPYING files - if they are missing, get the
  30  * official version at http://www.gromacs.org.
  31  *
  32  * To help us fund GROMACS development, we humbly ask that you cite
  33  * the research papers on the package. Check out http://www.gromacs.org.
  34  */
  35
  36 /*! \internal \file
  37  *
  38  * \brief
  39  * Implements functions of imdsocket.h.
  40  *
  41  * This file re-implements vmdsock.c functions from original IMD API from scratch,
  42  * see imdsocket.h for references to the IMD API.
  43  *
  44  * \author Martin Hoefling, Carsten Kutzner <ckutzne@gwdg.de>
  45  *
  46  * \ingroup module_imd
  47  */
  48
  49 #include "gmxpre.h"
  50
  51 #include "imdsocket.h"
  52
  53 #include "config.h"
  54
  55 #include <cerrno>
  56 #include <cstring>
  57 #include <ctime>
  58
  59 #include "gromacs/imd/imd.h"
  60 #include "gromacs/utility/fatalerror.h"
  61 #include "gromacs/utility/smalloc.h"
  62
  63 #if GMX_IMD
  64
  65 #    if GMX_NATIVE_WINDOWS
  66
  67 #        include <Windows.h>
  68 #        include <Winsock.h>
  69
  70 //! Constant for passing no flags
  71 constexpr int c_noFlags = 0;
  72 /*! \brief Define socklen type on Windows. */
  73 typedef int socklen_t;
  74
  75 #    else
  76
  77 #        include <unistd.h>
  78 #        include <netinet/in.h>
  79 #        include <sys/select.h>
  80 #        include <sys/socket.h>
  81 #        include <sys/time.h>
  82
  83 #    endif
  84
  85 #endif
  86
  87 namespace gmx
  88 {
  89
  90 /*! \internal
  91  *
  92  * \brief
  93  * IMD (interactive molecular dynamics) socket structure
  94  *
  95  */
  96 struct IMDSocket
  97 {
  98 #if GMX_IMD
  99     struct sockaddr_in address; /**< address of socket                   */
 100     int                sockfd;  /**< socket file descriptor              */
 101 #endif
 102 };
 103
 104 /*! \brief Define a function to initialize winsock. */
 105 int imdsock_winsockinit()
 106 {
 107 #if GMX_IMD && GMX_NATIVE_WINDOWS
 108     fprintf(stderr, "%s Initializing winsock.\n", IMDstr);
 109     int ret = -1;
 110
 111     WSADATA wsd;
 112
 113     /* We use winsock 1.1 compatibility for now. Though I guess no one will try on Windows 95. */
 114     ret = WSAStartup(MAKEWORD(1, 1), &wsd);
 115     return ret;
 116 #else
 117     return 0;
 118 #endif
 119 }
 120
 121
 122 /*! \brief Simple error handling. */
 123 #if GMX_NATIVE_WINDOWS
 124 #    define ERR_ARGS __FILE__, __LINE__, NULL
 125 #else
 126 #    define ERR_ARGS __FILE__, __LINE__, strerror(errno)
 127 #endif
 128
 129
 130 /*! \brief Currently only 1 client connection is supported. */
 131 constexpr int c_maxConnections = 1;
 132
 133
 134 /*! \brief Print a nice error message on UNIX systems, using errno.h. */
 135 static void print_IMD_error(const char* file, int line, char* msg)
 136 {
 137     fprintf(stderr, "%s Error in file %s on line %d.\n", IMDstr, file, line);
 138
 139     if (nullptr != msg)
 140     {
 141         fprintf(stderr, "%s\n", msg);
 142     }
 143 }
 144
 145
 146 IMDSocket* imdsock_create()
 147 {
 148     IMDSocket* sock = nullptr;
 149
 150
 151 #if GMX_IMD
 152     snew(sock, 1);
 153     /* Try to create socket: */
 154     if ((sock->sockfd = socket(PF_INET, SOCK_STREAM, 0)) == -1)
 155     {
 156         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 157         sfree(sock);
 158
 159         return nullptr;
 160     }
 161     else
 162 #endif
 163     {
 164         return sock;
 165     }
 166 }
 167
 168 void imd_sleep(unsigned int seconds)
 169 {
 170 #if GMX_IMD
 171 #    if GMX_NATIVE_WINDOWS
 172     Sleep(seconds);
 173 #    else
 174     sleep(seconds);
 175 #    endif
 176 #else
 177     GMX_UNUSED_VALUE(seconds);
 178 #endif
 179 }
 180
 181
 182 int imdsock_bind(IMDSocket* sock, int port)
 183 {
 184     int ret;
 185
 186
 187 #if GMX_IMD
 188     memset(&(sock->address), 0, sizeof(sock->address));
 189     sock->address.sin_family = PF_INET;
 190     sock->address.sin_port   = htons(port);
 191
 192     /* Try to bind to address and port ...*/
 193     ret = bind(sock->sockfd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&sock->address), sizeof(sock->address));
 194 #else
 195     GMX_UNUSED_VALUE(port);
 196     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 197     ret = -1;
 198 #endif
 199
 200     if (ret)
 201     {
 202         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 203     }
 204
 205     return ret;
 206 }
 207
 208
 209 int imd_sock_listen(IMDSocket* sock)
 210 {
 211     int ret;
 212
 213
 214 #if GMX_IMD
 215     /* Try to set to listening state */
 216     ret = listen(sock->sockfd, c_maxConnections);
 217 #else
 218     GMX_UNUSED_VALUE(c_maxConnections);
 219     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 220     ret = -1;
 221 #endif
 222
 223     if (ret)
 224     {
 225         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 226     }
 227
 228     return ret;
 229 }
 230
 231
 232 IMDSocket* imdsock_accept(IMDSocket* sock)
 233 {
 234
 235 #if GMX_IMD
 236     socklen_t length = sizeof(sock->address);
 237     int ret = accept(sock->sockfd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&sock->address), &length);
 238
 239     /* successful, redirect to distinct clientsocket */
 240     if (ret >= 0)
 241     {
 242         IMDSocket* newsock;
 243
 244         snew(newsock, 1);
 245         newsock->address = sock->address;
 246         newsock->sockfd  = ret;
 247
 248         return newsock;
 249     }
 250     else
 251 #else
 252     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 253 #endif
 254     {
 255         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 256
 257         return nullptr;
 258     }
 259 }
 260
 261
 262 int imdsock_getport(IMDSocket* sock, int* port)
 263 {
 264     int ret;
 265 #if GMX_IMD
 266     socklen_t len;
 267
 268
 269     len = sizeof(struct sockaddr_in);
 270     ret = getsockname(sock->sockfd, reinterpret_cast<struct sockaddr*>(&(sock->address)), &len);
 271     if (ret)
 272     {
 273         fprintf(stderr, "%s getsockname failed with error %d.\n", IMDstr, ret);
 274         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 275     }
 276     else
 277     {
 278         *port = ntohs(sock->address.sin_port);
 279     }
 280 #else
 281     GMX_UNUSED_VALUE(port);
 282     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 283     gmx_incons("imdsock_getport called without IMD support.");
 284     ret = -1;
 285 #endif
 286
 287     return ret;
 288 }
 289
 290
 291 int imd_htonl(int src)
 292 {
 293 #if GMX_IMD
 294     return htonl(src);
 295 #else
 296     return src;
 297 #endif
 298 }
 299
 300 int imd_ntohl(int src)
 301 {
 302 #if GMX_IMD
 303     return ntohl(src);
 304 #else
 305     return src;
 306 #endif
 307 }
 308
 309 int imdsock_write(IMDSocket* sock, const char* buffer, int length)
 310 {
 311 #if GMX_IMD
 312     /* No read and write on windows, we have to use send and recv instead... */
 313 #    if GMX_NATIVE_WINDOWS
 314     return send(sock->sockfd, (const char*)buffer, length, c_noFlags);
 315 #    else
 316     return write(sock->sockfd, buffer, length);
 317 #    endif
 318 #else
 319     GMX_UNUSED_VALUE(buffer);
 320     GMX_UNUSED_VALUE(length);
 321     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 322     return 0;
 323 #endif
 324 }
 325
 326
 327 int imdsock_read(IMDSocket* sock, char* buffer, int length)
 328 {
 329 #if GMX_IMD
 330     /* See above... */
 331 #    if GMX_NATIVE_WINDOWS
 332     return recv(sock->sockfd, (char*)buffer, length, c_noFlags);
 333 #    else
 334     return read(sock->sockfd, buffer, length);
 335 #    endif
 336 #else
 337     GMX_UNUSED_VALUE(buffer);
 338     GMX_UNUSED_VALUE(length);
 339     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 340     return 0;
 341 #endif
 342 }
 343
 344
 345 void imdsock_shutdown(IMDSocket* sock)
 346 {
 347     int ret = -1;
 348
 349
 350     /* is the socket already NULL? */
 351     if (sock == nullptr)
 352     {
 353         return;
 354     }
 355
 356 #if GMX_IMD
 357     /* If not, try to properly shut down. */
 358     ret = shutdown(sock->sockfd, 1);
 359 #endif
 360
 361     if (ret == -1)
 362     {
 363         fprintf(stderr, "%s Failed to shutdown socket. Did the client already disconnect?\n", IMDstr);
 364         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 365     }
 366 }
 367
 368
 369 int imdsock_destroy(IMDSocket* sock)
 370 {
 371     int ret = -1;
 372
 373
 374     if (sock == nullptr)
 375     {
 376         return 1;
 377     }
 378
 379 #if GMX_IMD
 380 #    if GMX_NATIVE_WINDOWS
 381     ret = closesocket(sock->sockfd);
 382 #    else
 383     ret = close(sock->sockfd);
 384 #    endif
 385 #endif
 386
 387     if (ret == -1)
 388     {
 389         sfree(sock);
 390         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 391
 392         return 0;
 393     }
 394
 395     return 1;
 396 }
 397
 398
 399 int imdsock_tryread(IMDSocket* sock, int timeoutsec, int timeoutusec)
 400 {
 401     int ret = -1;
 402
 403
 404 #if GMX_IMD
 405     fd_set readfds;
 406     /* Create new time structure with sec and usec. */
 407     struct timeval* tval;
 408
 409
 410     snew(tval, 1);
 411
 412     /* clear the set */
 413     FD_ZERO(&readfds);
 414     /* add the socket to the read set */
 415     FD_SET(sock->sockfd, &readfds);
 416
 417     /* set the timeout */
 418     tval->tv_sec  = timeoutsec;
 419     tval->tv_usec = timeoutusec;
 420     do
 421     {
 422         /* check the set for read readiness. */
 423         ret = select(sock->sockfd + 1, &readfds, nullptr, nullptr, tval);
 424         /* redo on system interrupt */
 425     } while (ret < 0 && errno == EINTR);
 426
 427     sfree(tval);
 428 #else
 429     GMX_UNUSED_VALUE(sock);
 430     GMX_UNUSED_VALUE(timeoutsec);
 431     GMX_UNUSED_VALUE(timeoutusec);
 432 #endif
 433
 434     if (ret < 0)
 435     {
 436         print_IMD_error(ERR_ARGS);
 437     }
 438
 439     return ret;
 440 }
 441
 442 } // namespace gmx