]> git.sesse.net Git - cubemap/blobdiff - server.h
Fix a crash when trying to get HLS fragments from a disconnected strema.
[cubemap] / server.h
index e9b74315f1b3d5fdd6227d67c2c4160ccf89be58..0c172b5a306cc70f4fdd225d5708eaee4396b700 100644 (file)
--- a/server.h
+++ b/server.h
 #ifndef _SERVER_H
 #define _SERVER_H 1
 
+#include <stddef.h>
 #include <stdint.h>
-#include <pthread.h>
 #include <sys/epoll.h>
+#include <sys/types.h>
 #include <time.h>
+#include <memory>
+#include <mutex>
+#include <queue>
 #include <string>
-#include <map>
+#include <unordered_map>
 #include <vector>
 
+#include "tlse.h"
+
+#include "client.h"
+#include "stream.h"
 #include "thread.h"
 
-#define BACKLOG_SIZE 1048576
+class Acceptor;
+class ClientProto;
+struct Stream;
+
 #define EPOLL_MAX_EVENTS 8192
 #define EPOLL_TIMEOUT_MS 20
 #define MAX_CLIENT_REQUEST 16384
+#define REQUEST_READ_TIMEOUT_SEC 60
 
-class ClientProto;
 class CubemapStateProto;
-class MarkPool;
-class Stream;
 class StreamProto;
+class HLSZombieProto;
 
-// Digested statistics for writing to logs etc.
-struct ClientStats {
-       std::string stream_id;
+// See Server::hls_zombies, below.
+struct HLSZombie {
        std::string remote_addr;
-       time_t connect_time;
-       size_t bytes_sent;
-};
-
-struct Client {
-       Client() {}
-       Client(int sock);
-
-       // Serialization/deserialization.
-       Client(const ClientProto &serialized, Stream *stream);
-       ClientProto serialize() const;
-
-       ClientStats get_stats() const;
-
-       // The file descriptor associated with this socket.
-       int sock;
-
-       // The fwmark associated with this socket (or 0).
-       int fwmark;
-
-       // Some information only used for logging.
-       std::string remote_addr;
-       time_t connect_time;
-
-       enum State { READING_REQUEST, SENDING_HEADER, SENDING_DATA, SENDING_ERROR };
-       State state;
-
-       // The HTTP request, as sent by the client. If we are in READING_REQUEST,
-       // this might not be finished.
-       std::string request;
-
-       // What stream we're connecting to; parsed from <request>.
-       // Not relevant for READING_REQUEST.
-       std::string stream_id;
-       Stream *stream;
-
-       // The header we want to send. This is nominally a copy of Stream::header,
-       // but since that might change on reconnects etc., we keep a local copy here.
-       // Only relevant for SENDING_HEADER or SENDING_ERROR; blank otherwise.
-       std::string header_or_error;
-
-       // Number of bytes we've sent of the header. Only relevant for SENDING_HEADER
-       // or SENDING_ERROR.
-       size_t header_or_error_bytes_sent;
-
-       // Number of bytes we've sent of data. Only relevant for SENDING_DATA.
-       size_t bytes_sent;
-};
-
-struct Stream {
-       Stream(const std::string &stream_id);
-       ~Stream();
-
-       // Serialization/deserialization.
-       Stream(const StreamProto &serialized);
-       StreamProto serialize();
-
-       std::string stream_id;
-
-       // The HTTP response header, plus the video stream header (if any).
-       std::string header;
-
-       // The stream data itself, stored in a circular buffer.q
-       //
-       // We store our data in a file, so that we can send the data to the
-       // kernel only once (with write()). We then use sendfile() for each
-       // client, which effectively zero-copies it out of the kernel's buffer
-       // cache. This is significantly more efficient than doing write() from
-       // a userspace memory buffer, since the latter makes the kernel copy
-       // the same data from userspace many times.
-       int data_fd;
-
-       // How many bytes <data> contains. Can very well be larger than BACKLOG_SIZE,
-       // since the buffer wraps.
-       size_t data_size;
-       
-       // Clients that are in SENDING_DATA, but that we don't listen on,
-       // because we currently don't have any data for them.
-       // See put_client_to_sleep() and wake_up_all_clients().
-       std::vector<Client *> sleeping_clients;
-
-       // Clients that we recently got data for (when they were in
-       // <sleeping_clients>).
-       std::vector<Client *> to_process;
-
-       // What pool to fetch marks from, or NULL.
-       MarkPool *mark_pool;
-
-       // Put client to sleep, since there is no more data for it; we will on
-       // longer listen on POLLOUT until we get more data. Also, it will be put
-       // in the list of clients to wake up when we do.
-       void put_client_to_sleep(Client *client);
-
-       // We have more data, so mark all clients that are sleeping as ready to go.
-       void wake_up_all_clients();
-
-private:
-       Stream(const Stream& other);
+       std::string url;
+       std::string referer;
+       std::string user_agent;
+       timespec expires;
 };
 
 class Server : public Thread {
@@ -134,58 +49,124 @@ public:
        // Get the list of all currently connected clients.     
        std::vector<ClientStats> get_client_stats() const;
 
+       // See hls_zombies, below.
+       std::vector<HLSZombie> get_hls_zombies();
+
        // Set header (both HTTP header and any stream headers) for the given stream.
-       void set_header(const std::string &stream_id, const std::string &header);
+       void set_header(int stream_index,
+                       const std::string &http_header,
+                       const std::string &stream_header);
+
+       // Sets the given stream as unavailable (will always return 503 to new clients).
+       void set_unavailable(int stream_index);
 
-       // Set that the given stream should use the given mark pool from now on.
+       // Set that the given stream should use the given max pacing rate from now on.
        // NOTE: This should be set before any clients are connected!
-       void set_mark_pool(const std::string &stream_id, MarkPool *mark_pool);
+       void set_pacing_rate(int stream_index, uint32_t pacing_rate);
 
        // These will be deferred until the next time an iteration in do_work() happens,
        // and the order between them are undefined.
        // XXX: header should ideally be ordered with respect to data.
-       void add_client_deferred(int sock);
-       void add_data_deferred(const std::string &stream_id, const char *data, size_t bytes);
+       void add_client_deferred(int sock, Acceptor *acceptor);
+       void add_data_deferred(int stream_index, const char *data, size_t bytes, uint16_t metacube_flags, const RationalPTS &pts);
 
        // These should not be called while running, since that would violate
        // threading assumptions (ie., that epoll is only called from one thread
        // at the same time).
-       CubemapStateProto serialize();
-       void add_client_from_serialized(const ClientProto &client);
-       void add_stream(const std::string &stream_id);
-       void add_stream_from_serialized(const StreamProto &stream);
+       CubemapStateProto serialize(std::unordered_map<const std::string *, size_t> *short_response_pool);
+       void add_client_from_serialized(const ClientProto &client, const std::vector<std::shared_ptr<const std::string>> &short_responses);
+       int add_stream(const std::string &url,
+                      const std::string &hls_url,
+                      size_t bytes_received,
+                      size_t prebuffering_bytes,
+                      Stream::Encoding encoding,
+                      Stream::Encoding src_encoding,
+                      unsigned hls_frag_duration,
+                      size_t hls_backlog_margin,
+                      const std::string &allow_origin);
+       int add_stream_from_serialized(const StreamProto &stream, int data_fd);
+       void add_hls_zombie_from_serialized(const HLSZombieProto &hls_zombie);
+       int lookup_stream_by_url(const std::string &url) const;
+       void set_backlog_size(int stream_index, size_t new_size);
+       void set_prebuffering_bytes(int stream_index, size_t new_amount);
+       void set_encoding(int stream_index, Stream::Encoding encoding);
+       void set_src_encoding(int stream_index, Stream::Encoding encoding);
+       void set_hls_frag_duration(int stream_index, unsigned hls_frag_duration);
+       void set_hls_backlog_margin(int stream_index, size_t hls_backlog_margin);
+       void set_allow_origin(int stream_index, const std::string &allow_origin);
+       void register_hls_url(int stream_index, const std::string &hls_url);
+       void add_gen204(const std::string &url, const std::string &allow_origin);
+       void create_tls_context_for_acceptor(const Acceptor *acceptor);
 
 private:
-       // Mutex protecting queued_data only. Note that if you want to hold both this
-       // and <mutex> below, you will need to take <mutex> before this one.
-       mutable pthread_mutex_t queued_data_mutex;
+       // Mutex protecting queued_add_clients.
+       // Note that if you want to hold both this and <mu> below,
+       // you will need to take <mu> before this one.
+       mutable std::mutex queued_clients_mutex;
 
        // Deferred commands that should be run from the do_work() thread as soon as possible.
        // We defer these for two reasons:
        //
        //  - We only want to fiddle with epoll from one thread at any given time,
        //    and doing add_client() from the acceptor thread would violate that.
-       //  - We don't want the input thread(s) hanging on <mutex> when doing
-       //    add_data(), since they want to do add_data() rather often, and <mutex>
+       //  - We don't want the input thread(s) hanging on <mu> when doing
+       //    add_data(), since they want to do add_data() rather often, and <mu>
        //    can be taken a lot of the time.
        //      
-       // Protected by <queued_data_mutex>.
-       std::vector<int> queued_add_clients;
-       std::map<std::string, std::string> queued_data;
+       // Protected by <queued_clients_mutex>.
+       std::vector<std::pair<int, Acceptor *>> queued_add_clients;
 
        // All variables below this line are protected by the mutex.
-       mutable pthread_mutex_t mutex;
+       mutable std::mutex mu;
+
+       // All streams.
+       std::vector<std::unique_ptr<Stream>> streams;
 
-       // Map from stream ID to stream.
-       std::map<std::string, Stream *> streams;
+       // Map from URL to index into <streams>.
+       std::unordered_map<std::string, int> stream_url_map, stream_hls_url_map;
+
+       // Map from URL to CORS Allow-Origin header (or empty string).
+       std::unordered_map<std::string, std::string> ping_url_map;
 
        // Map from file descriptor to client.
-       std::map<int, Client> clients;
+       std::unordered_map<int, Client> clients;
+
+       // A list of all clients, ordered by the time they connected (first element),
+       // and their file descriptor (second element). It is ordered by connection time
+       // (and thus also by read timeout time) so that we can read clients from the
+       // start and stop processing once we get to one that isn't ready to be
+       // timed out yet (which means we only have to look at each client exactly once,
+       // save for the first element of the queue, which is always checked).
+       //
+       // Note that when we delete a client, we don't update this queue.
+       // This means that when reading it, we need to check if the client it
+       // describes is still exists (ie., that the fd still exists, and that
+       // the timespec matches).
+       std::queue<std::pair<timespec, int>> clients_ordered_by_connect_time;
+
+       // HLS is harder to keep viewer statistics for than regular streams,
+       // since there's no 1:1 mapping between ongoing HTTP connections and
+       // actual viewers. After a HLS fragment has been successfully sent,
+       // we keep a note of that in this structure, so that we can add some
+       // fake entries in the .stats file for clients that we believe are still
+       // watching, but are not downloading anything right now. We clean this
+       // out whenever we write statistics centrally.
+       //
+       // The structure is keyed by X-Playback-Session-Id if it exists
+       // (typically iOS clients) or IP address otherwise; we can't use the socket,
+       // since clients can (and do) keep open multiple HTTP connections for
+       // the same video playack session, and may also close the socket
+       // between downloading fragments. This means multiple clients between
+       // the same NAT may be undercounted, but that's how it is.
+       std::unordered_map<std::string, HLSZombie> hls_zombies;
 
        // Used for epoll implementation (obviously).
        int epoll_fd;
        epoll_event events[EPOLL_MAX_EVENTS];
 
+       // For each TLS-enabled acceptor, our private server context for its key pair.
+       std::unordered_map<const Acceptor *, TLSContext *> tls_server_contexts;
+
        // The actual worker thread.
        virtual void do_work();
 
@@ -204,27 +185,59 @@ private:
        // but it's cheaper than taking it in and out all the time.
        void process_client(Client *client);
 
+       // If the TLS library wants to write anything to this client,
+       // output it. Returns true if the processing should go to sleep
+       // (an error, or lack of outgoing buffer space).
+       bool send_pending_tls_data(Client *client);
+
+       // Reads regular data fro ma socket. Returns -1 if the processing
+       // should go to sleep (an error, or no data available yet), otherwise
+       // the number of bytes read.
+       int read_plain_data(Client *client, char *buf, size_t max_size);
+
+       // Reads (decrypted) data from a TLS socket. Returns -1 if the processing
+       // should go to sleep (an error, or no data available yet), otherwise
+       // the number of bytes read. The buffer will be used as scratch space
+       // for TLS data, so it can be overwritten by more bytes than what is returned.
+       int read_tls_data(Client *client, char *buf, size_t max_size);
+
        // Close a given client socket, and clean up after it.
        void close_client(Client *client);
 
-       // Parse the HTTP request. Returns a HTTP status code (200/400/404).
+       // Listen for a different set of epoll events.
+       void change_epoll_events(Client *client, uint32_t events);
+
+       // If we're supposed to listen for more requests (persistent HTTP connections),
+       // puts the client back into READING_REQUEST, changes its epoll flags and returns
+       // true.
+       bool more_requests(Client *client);
+
+       // Parse the HTTP request. Returns a HTTP status code (200/204/400/404).
        int parse_request(Client *client);
 
-       // Construct the HTTP header, and set the client into
+       // Construct the HTTP header for a regular stream, and set the client into
        // the SENDING_HEADER state.
-       void construct_header(Client *client);
+       void construct_stream_header(Client *client);
+
+       // Construct a HLS playlist (or get it from the cache), and set the client into
+       // the SENDING_HEADER state.
+       void construct_hls_playlist(Client *client);
 
        // Construct a generic error with the given line, and set the client into
-       // the SENDING_ERROR state.
+       // the SENDING_SHORT_RESPONSE state.
        void construct_error(Client *client, int error_code);
 
-       // TODO: This function should probably die.
-       Stream *find_stream(const std::string &stream_id);
+       // Construct a 204, and set the client into the SENDING_SHORT_RESPONSE state.
+       void construct_204(Client *client);
 
        void process_queued_data();
+       void skip_lost_data(Client *client);
+
+       void add_client(int sock, Acceptor *acceptor);
 
-       void add_client(int sock);
-       void add_data(const std::string &stream_id, const char *data, ssize_t bytes);
+       // Mark that a client just went into READING_REQUEST state, so we should
+       // note the current time of day and then put it into <clients_ordered_by_connect_time>.
+       void start_client_timeout_timer(Client *client);
 };
 
 #endif  // !defined(_SERVER_H)