owlps/infrastructure-centred/owlps-aggregator/owlps-aggregatord.c

/*
 * This file is part of the rtap localisation project.
 */


#include "owlps-aggregator.h"



char *program_name = NULL ;
cfg_t *cfg = NULL ; // Configuration structure
couple_list *couples = NULL ; // Computed data list



int main(int argc, char **argv)
{
  int ret = 0 ; // Valeur de retour du programme
  struct sigaction action ; // Structure de mise en place des gestionnaires de signaux
  pthread_t thread ; // Thread pour la fonction de surveillance de la liste d'informations agrégées
  int sockfd ; // Socket d'écoute UDP

  program_name = argv[0] ;
  initialise_configuration(argc, argv) ;

  /* Mise en place des gestionnaires de signaux */
  sigemptyset(&action.sa_mask) ;
  action.sa_handler = sigint_handler ;
  sigaction(SIGINT, &action, NULL) ;
  action.sa_handler = sigterm_handler ;
  sigaction(SIGTERM, &action, NULL) ;

  /* Création de la socket UDP */
  if ((sockfd = create_udp_listening_socket(cfg_getint(cfg, "listening_port"))) < 0)
    {
      fprintf(stderr, "Erreur ! Impossible d'écouter sur le port %ld.\n", cfg_getint(cfg, "listening_port")) ;
      return ERR_CREATING_SOCKET ;
    }

  /* Création du thread */
  pthread_create(&thread, NULL, (void *) &monitor_couple_list, &couples) ;

  run = TRUE ;
  ret = read_loop(sockfd) ;

  (void) close(sockfd) ; // Fermeture de la socket
  free_couple_list(&couples) ; // Nettoyage de la liste
  cfg_free(cfg) ; // Nettoyage de la configuration

  printf("%s : fin.\n", argv[0]) ;
  return ret ;
}



void initialise_configuration(int argc, char **argv)
{
  parse_config_file(argc, argv) ;
  parse_command_line(argc, argv) ;
  check_configuration() ;

#ifdef DEBUG
  /* Configuration printing */
  fprintf(stderr, "Configuration :\n") ;
  cfg_print(cfg, stderr) ;
#endif // DEBUG
}


void parse_config_file(int argc, char **argv)
{
  // Config file options for confuse
  cfg_opt_t opts[] =
    {
      CFG_INT("listening_port", AGGREGATE_DEFAULT_PORT, CFGF_NONE),

      // Port and IP address of the localisation server:
      CFG_INT("positioner_port", POSITIONER_DEFAULT_PORT, CFGF_NONE),
      CFG_STR("positioner_ip", POSITIONER_DEFAULT_IP, CFGF_NONE),

      CFG_STR("output_file", "", CFGF_NONE),

      // Timeouts (in milliseconds):
      CFG_INT("aggregate_timeout", DEFAULT_AGGREGATE_TIMEOUT, CFGF_NONE),
      CFG_INT("keep_timeout", DEFAULT_KEEP_TIMEOUT, CFGF_NONE),

      // Time between two list checks (in microseconds):
      CFG_INT("check_interval", DEFAULT_CHECK_INTERVAL, CFGF_NONE),

      CFG_END()
    } ;

  char *config_file ;

  // Option -f specifies a config file, so we search for it first
  int opt ;
  do
    opt = getopt(argc, argv, OPTIONS) ;
  while (opt != 'f' && opt != -1) ;
  if (opt == 'f')
    {
      config_file = malloc((strlen(optarg) + 1) * sizeof(char)) ;
      strcpy(config_file, optarg) ;
    }
  else // If -f isn't found, we use the default config file
    {
      config_file = malloc((strlen(DEFAULT_CONFIG_FILE) + 1) * sizeof(char)) ;
      strcpy(config_file, DEFAULT_CONFIG_FILE) ;
    }

  /* Parse config file */
  cfg = cfg_init(opts, CFGF_NONE) ; // Initialise options
  if (cfg_parse(cfg, config_file) == CFG_PARSE_ERROR)
    {
      free(config_file) ;
      exit(ERR_PARSING_CONFIG_FILE) ;
    }
  free(config_file) ;
}


void parse_command_line(int argc, char **argv)
{
  int opt ;

  optind = 1 ; // Rewind argument parsing

  while ((opt = getopt(argc, argv, OPTIONS)) != -1)
    {
      switch (opt)
	{
	case 'a' :
	  cfg_setint(cfg, "aggregate_timeout", strtol(optarg, NULL, 0)) ;
	  break ;
	case 'c' :
	  cfg_setint(cfg, "check_interval", strtol(optarg, NULL, 0)) ;
	  break ;
	case 'f' : // Config file
	  break ; // (already parsed)
	case 'i' :
	  cfg_setstr(cfg, "positioner_ip", optarg) ;
	  break ;
	case 'k' :
	  cfg_setint(cfg, "keep_timeout", strtol(optarg, NULL, 0)) ;
	  break ;
	case 'l' :
	  cfg_setint(cfg, "listening_port", strtol(optarg, NULL, 0)) ;
	  break ;
	case 'o' :
	  cfg_setstr(cfg, "output_file", optarg) ;
	  break ;
	case 'p' :
	  cfg_setint(cfg, "positioner_port", strtol(optarg, NULL, 0)) ;
	  break ;
	default :
	  print_usage() ;
	  exit(ERR_BAD_USAGE) ;
	}
    }
}


void check_configuration()
{
  // output_file //
  if (cfg_getstr(cfg, "output_file")[0] == '\0')
    {
      fprintf(stderr, "Error! You must specify an output file.\n") ;
      print_usage() ;
      exit(ERR_BAD_USAGE) ;
    }

  // positioner_ip //
  if (cfg_getstr(cfg, "positioner_ip")[0] == '\0')
    {
      fprintf(stderr, "Error! You must specify the IP address of the"
              " localisation server.\n") ;
      print_usage() ;
      exit(ERR_BAD_USAGE) ;
    }

  // aggregate_timeout //
  if (cfg_getint(cfg, "aggregate_timeout") < 0)
    {
#ifdef DEBUG
      fprintf(stderr, "Warning! aggregate_timeout cannot be negative:"
              " failing back to default value.\n") ;
#endif // DEBUG
      cfg_setint(cfg, "aggregate_timeout", DEFAULT_AGGREGATE_TIMEOUT) ;
    }

  // keep_timeout //
  if (cfg_getint(cfg, "keep_timeout") < 0)
    {
#ifdef DEBUG
      fprintf(stderr, "Warning! keep_timeout cannot be negative:"
              " failing back to default value.\n") ;
#endif // DEBUG
      cfg_setint(cfg, "keep_timeout", DEFAULT_KEEP_TIMEOUT) ;
    }

  // check_interval //
  if (cfg_getint(cfg, "check_interval") < 0)
    {
#ifdef DEBUG
      fprintf(stderr, "Warning! check_interval cannot be negative:"
              " failing back to default value.\n") ;
#endif // DEBUG
      cfg_setint(cfg, "check_interval", DEFAULT_CHECK_INTERVAL) ;
    }
}



int read_loop(int sockfd)
{
  int ret = 0 ; // Return value
  int nread ; // Retour de recvfrom
  struct sockaddr_in client; // Structure pour le client UDP
  socklen_t client_len = sizeof(client) ; // Taille du client pour la socket
  couple_message message ; // Message lu sur la socket
  char *ap_mac_string, *mobile_mac_string ; // Pointeurs pour retour de mac_bytes_to_string()
  char *mobile_ip_string ;

  while (run)
    {
      nread = recvfrom(sockfd, &message, sizeof(message), 0, (struct sockaddr *) &client, &client_len) ;

      if (nread <= 0)
	{
	  if (run)
	    {
	      fprintf(stderr, "Aucun message reçu du client !\n") ;
	      ret = ERR_NO_MESSAGE_RECEIVED ;
	    }
	  break ;
	}
      ap_mac_string = mac_bytes_to_string(message.ap_mac_addr_bytes) ;
      mobile_mac_string = mac_bytes_to_string(message.mobile_mac_addr_bytes) ;
      mobile_ip_string = ip_bytes_to_string(message.mobile_ip_addr_bytes) ;
      printf("\n\
*** Message reçu du client ***\n\
\tMAC AP : %s\n\
\tMAC mobile : %s\n\
\tIP mobile : %s\n\
\tNuméro de séquence (heure de la demande) : %llu\n\
\tHeure d'arrivée de la demande de localisation sur l'AP : %llu\n\
\tSignal : %d dBm\n\
\tPosition X : %f\n\
\tPosition Y : %f\n\
\tPosition Z : %f\n\
\tDirection : %hhd\n\
",
	     ap_mac_string,
	     mobile_mac_string,
             mobile_ip_string,
	     timeval_to_ms(message.request_time),
	     timeval_to_ms(message.start_time),
	     message.antenna_signal_dbm - 0x100,
	     message.x_position,
	     message.y_position,
	     message.z_position,
	     message.direction
	     ) ;
      free(ap_mac_string) ;
      free(mobile_mac_string) ;
      free(mobile_ip_string) ;

      got_couple_info(&couples, message) ;
    }

  return ret ;
}



/* Fonction du thread, qui surveille la liste et envoie les infos au serveur de localisation au bout du timeout */
void* monitor_couple_list(couple_list **couples)
{
  couple_list *couple_ptr, *couple_prev ;
  couple_info_list *couple_info_ptr ;
  struct timeval current_time ;
  FILE *fd = NULL ;
  char *ap_mac_string ;
  unsigned long sub ; // Résultat de sub_date().

  struct sockaddr_in serv;
  struct sockaddr_in client ;
  socklen_t serv_len = sizeof(serv);
  request demande;
  couple_info info;
  int sockfd;

  sockfd = create_udp_sending_socket(cfg_getstr(cfg, "positioner_ip"), cfg_getint(cfg, "positioner_port"), &serv, &client);

  fd = fopen(cfg_getstr(cfg, "output_file"), "a") ; // Ouverture du fichier de sortie en ajout
  if (fd == NULL) // Si ouverture échouée,
    {
      perror("Impossible d'ouvrir le fichier de sortie ") ;
      fprintf(stderr, "Redirection de la sortie sur la sortie standard.") ;
      fd = stdout ; // on redirige sur stdout
    }

  while (run)
    {
      couple_ptr = *couples ;
      couple_prev = NULL ;
      couple_info_ptr = NULL ;
      gettimeofday(&current_time, NULL) ;

      while (couple_ptr != NULL) // Parcours de la liste
	{
	  sub = sub_date(couple_ptr->start_time, current_time) ;

	  if (couple_ptr->info != NULL) // Si le couple atteint n'a pas déjà été traité
	    {
	      if (sub > (unsigned long) cfg_getint(cfg, "aggregate_timeout")) // Si le timeout est atteint,
		{
		  printf("* Timeout dépassé.") ;
#ifdef DEBUG
		  printf(" sub=%lu > aggregate_timeout=%ld\n", sub, cfg_getint(cfg, "aggregate_timeout")) ;
#else // DEBUG
		  putchar('\n') ;
#endif // DEBUG

#ifdef TIMESTAMP
		  fprintf(fd, "%llu;", timeval_to_ms(couple_ptr->request_time)) ; // Inscription de la date de la demande (sur le mobile) dans le fichier
#endif // TIMESTAMP
		  fprintf(fd, "%0.2f;%0.2f;%0.2f;%hhd", couple_ptr->x_position, couple_ptr->y_position, couple_ptr->z_position, couple_ptr->direction) ; // Inscription des infos du couple dans le fichier

		  memcpy(demande.mobile_mac_addr_bytes, couple_ptr -> mobile_mac_addr_bytes, 6);
		  demande.request_time = couple_ptr->request_time;
		  demande.nb_couples = 0 ;

		  couple_info_ptr = couple_ptr->info ;
		  while (couple_info_ptr != NULL)
		    {
		      demande.nb_couples++;
		      couple_info_ptr = couple_info_ptr->next ;
                    }
		  sendto(sockfd, (void *)&demande, sizeof(request), 0, (struct sockaddr *)&serv, serv_len) ;

	
		  couple_info_ptr = couple_ptr->info ;
		  while (couple_info_ptr != NULL) // On envoi les couples au serveur et on vide la liste
		    {
		      // Envoi des infos de l'AP vers le serveur de géolocalisation
		      memcpy(info.ap_mac_addr_bytes, couple_info_ptr->ap_mac_addr_bytes, 6);
		      info.antenna_signal_dbm = couple_info_ptr->antenna_signal_dbm - 0x100;
		      sendto(sockfd, (void *)&info, sizeof(couple_info), 0, (struct sockaddr *)&serv, serv_len);

 		      // Inscription des infos de l'AP dans le fichier
		      ap_mac_string = mac_bytes_to_string(couple_info_ptr->ap_mac_addr_bytes) ;
		      fprintf(fd, ";%s;%d", ap_mac_string, couple_info_ptr->antenna_signal_dbm - 0x100) ;
		      free(ap_mac_string) ;

		      // Suppression du maillon
		      couple_info_ptr = couple_info_ptr->next ;
		      free(couple_ptr->info) ;
		      couple_ptr->info = couple_info_ptr ;
		    }

		  fprintf(fd, "\n") ;
		}
	    }

	  else if (sub > (unsigned long) cfg_getint(cfg, "keep_timeout")) // Si le couple a été traité et que le temps de garde est écoulé
	    {
	      couple_list *couple_tmp = couple_ptr ;

	      printf("* Délai de garde dépassé.") ;
#ifdef DEBUG
	      printf(" sub=%lu > keep_timeout=%ld\n", sub, cfg_getint(cfg, "keep_timeout")) ;
#else // DEBUG
	      putchar('\n') ;
#endif // DEBUG

	      couple_ptr = couple_ptr->next ;

	      if (couple_prev == NULL) // Si on est en tête de liste,
		*couples = couple_ptr ; // on positionne la tête sur le suivant
	      else
		couple_prev->next = couple_ptr ; // sinon on positionne le suivant du précédent sur le suivant.

	      free(couple_tmp) ;

	      continue ; // On saute les instructions pour aller au suivant puisque c'est déjà fait
	    }

	  // Couple suivant
	  couple_prev = couple_ptr ;
	  couple_ptr = couple_ptr->next ;
	}

      fflush(NULL) ;
      usleep(cfg_getint(cfg, "check_interval")) ; // On attend avant de vérifier à nouveau
    }

  /* Fermeture du fichier */
  if (fclose(fd) != 0)
    perror("Erreur lors de la fermeture du fichier de sortie ") ;

  return NULL ;
}



/* Fonction appelée lors de la réception d'un paquet */
void got_couple_info(couple_list **couples, couple_message message)
{
  couple_list *tmp_couple = NULL ;
  couple_info_list *tmp_info = NULL ;
  struct timeval start_time ; // Heure de réception du paquet par l'agrégateur

  gettimeofday(&start_time, NULL) ;

  /* Initialisation d'un nouveau sous-maillon */
  tmp_info = malloc(sizeof(couple_info_list)) ;
  memcpy(tmp_info->ap_mac_addr_bytes, message.ap_mac_addr_bytes, 6) ;
  tmp_info->antenna_signal_dbm = message.antenna_signal_dbm ;
  tmp_info->next = NULL ;

  /* Ajout dans la liste */
  tmp_couple = *couples ;
  if (*couples == NULL) // Si la liste de couples n'existe pas encore,
    {
      printf("Création de la liste des couples.\n") ;
      tmp_couple = malloc(sizeof(couple_list)) ; // on la crée.
      memcpy(tmp_couple->mobile_mac_addr_bytes, message.mobile_mac_addr_bytes, 6) ;
      if (timeval_to_ms(message.request_time) != 0) // Paquet explicite
        tmp_couple->request_time = message.request_time ; // Heure d'émission par le mobile
      else // Paquet implicite
        tmp_couple->request_time = message.start_time ; // Heure de réception par l'AP
      tmp_couple->start_time = start_time ; // Enregistrement de la date locale de l'agrégateur et non de la date de réception de la demande sur l'AP
      tmp_couple->x_position = message.x_position ;
      tmp_couple->y_position = message.y_position ;
      tmp_couple->z_position = message.z_position ;
      tmp_couple->direction = message.direction ;
      tmp_couple->next = NULL ;
      tmp_couple->info = tmp_info ;
      *couples = tmp_couple ;
    }
  else
    { // Sinon on cherche si le couple existe déjà dans la liste
      if (timeval_to_ms(message.request_time) != 0) // Paquet explicite
        {
          while (tmp_couple != NULL)
            { // Critère : MAC et heure d'émission identiques.
              if(mac_cmp(message.mobile_mac_addr_bytes, tmp_couple->mobile_mac_addr_bytes) == 1
                 && sub_date(message.request_time, tmp_couple->request_time) == 0)
                break ; // Si le couple existe déjà, on s'arrête dessus.
              tmp_couple = tmp_couple->next ;
            }
        }
      else // Paquet implicite
        {
          while (tmp_couple != NULL)
            { // Critère : MAC identiques et décalage des heures de réception par les AP d'au maximum 10 ms.
              if(mac_cmp(message.mobile_mac_addr_bytes, tmp_couple->mobile_mac_addr_bytes) == 1
                 && sub_date(message.start_time, tmp_couple->request_time) <= 10) // TODO : définir un paramètre pour le décalage maximal
                break ; // Si le couple existe déjà, on s'arrête dessus.
              tmp_couple = tmp_couple->next ;
            }
        }

      if (tmp_couple == NULL) // Si couple inexistant dans la liste
	{
	  printf("Création du couple.\n") ;
	  tmp_couple = malloc(sizeof(couple_list)) ; // on crée un nouveau couple.
	  memcpy(tmp_couple->mobile_mac_addr_bytes, message.mobile_mac_addr_bytes, 6) ;
          if (timeval_to_ms(message.request_time) != 0) // Paquet explicite
            tmp_couple->request_time = message.request_time ; // Heure d'émission par le mobile
          else // Paquet implicite
            tmp_couple->request_time = message.start_time ; // Heure de réception par l'AP
	  tmp_couple->start_time = start_time ; // Enregistrement de la date locale de l'agrégateur et non de la date de réception de la demande sur l'AP
	  tmp_couple->x_position = message.x_position ;
	  tmp_couple->y_position = message.y_position ;
	  tmp_couple->z_position = message.z_position ;
	  tmp_couple->direction = message.direction ;
	  tmp_couple->next = *couples ;
	  tmp_couple->info = tmp_info ;
	  *couples = tmp_couple ;
	}
      else // Si couple trouvé dans la liste
	{
	  if (tmp_couple->info == NULL) // Si on a déjà envoyé les infos de ce couple au serveur
	    {
	      printf("Demande déjà traitée.\n") ;
	      free(tmp_info) ;
	    }
	  else
	    {
	      printf("Ajout des informations au couple.\n") ;
	      tmp_info->next = tmp_couple->info ; // on ajoute l'info.
	      tmp_couple->info = tmp_info ;
	    }
	}
    }
}



/* Vide la liste chaînée de couples */
void free_couple_list(couple_list **couples)
{
  couple_list *couple_ptr = *couples ;
  couple_info_list *couple_info_ptr = NULL ;

  if (*couples != NULL)
    {
      while (couple_ptr != NULL)
	{
	  couple_info_ptr = couple_ptr->info ;
	  while (couple_info_ptr != NULL)
	    {
	      couple_info_ptr = couple_info_ptr->next ;
	      free(couple_ptr->info) ;
	      couple_ptr->info = couple_info_ptr ;
	    }
	  couple_ptr = couple_ptr->next ;
	  free(*couples) ;
	  *couples = couple_ptr ;
	}
    }
}



#ifdef DEBUG
/* Affiche la liste des couples */
void print_couple_list(couple_list *couples)
{
  couple_list *couple_ptr = couples ;
  couple_info_list *info_ptr = NULL ;
  char *mobile_mac_string ;

  if (couples == NULL) // Si la liste est vide
    {
      printf("Aucun couple.\n") ; // on l'affiche.
      return ;
    }

  while (couple_ptr != NULL)
    {
      info_ptr = couple_ptr->info ; // On récupère le pointeur de la sous-liste

      mobile_mac_string = mac_bytes_to_string(couple_ptr->mobile_mac_addr_bytes) ;
      printf("MAC du mobile : %s\n\
Numéro de séquence : %llu\n\
Heure de réception de la demande de localisation : %llu\n\
\n",
	     mobile_mac_string,
	     timeval_to_ms(couple_ptr->request_time),
	     timeval_to_ms(couple_ptr->start_time)
	     ) ;
      free(mobile_mac_string) ;

      while (info_ptr != NULL) // On parcourt toutes les informations relative au couple courant
	{
	  print_couple_info(info_ptr) ;
	  putchar('\n') ;
	  info_ptr = info_ptr->next ;
	}

      printf("\n\n") ;

      couple_ptr = couple_ptr->next ;
    }
}



/* Affiche un maillon d'une couple_info_list */
void print_couple_info(couple_info_list *info)
{
  char *ap_mac_string ;
  if (info == NULL)
    return ;

  ap_mac_string = mac_bytes_to_string(info->ap_mac_addr_bytes) ;
  printf("\tMAC de l'AP : %s\n\
\tPuissance du signal : %d dBm\n",
	 ap_mac_string,
	 info->antenna_signal_dbm - 0x100
	 ) ;
  free(ap_mac_string) ;
}
#endif // DEBUG



char* ip_bytes_to_string(unsigned char *ip_binary)
{
  int
    taille = 16,
    i = 0 ;

  for (i = 0 ; i < 4 ; ++i)
    {
      if (ip_binary[i] < 0x64)
	taille-- ;
      if (ip_binary[i] < 0x10)
	taille-- ;
    }

  char *ret = malloc(sizeof(char) * taille) ;

  sprintf(ret, "%d.%d.%d.%d", ip_binary[0], ip_binary[1], ip_binary[2], ip_binary[3]) ;
  ret[taille-1] = '\0' ;

  return ret ;
}



/* Affiche le mode d'emploi du programme */
void print_usage()
{
  printf("Usage :\n\
\t%s [-f config_file] [-l listening_port] [-i positionner_ip] [-p positioner_port] [-a aggregate_timeout] [-k keep_timeout] [-c check_interval] [-o output_file]\n\
Options générales :\n\
\t-f config_file : spécifie un fichier de configuration à lire à la place du fichier par défaut.\n\
Options serveur :\n\
\t-l listening_port : seules les demandes envoyées sur ce port seront retenues (défaut : %d).\n\
\t-i positionner_ip : adresse IP du serveur de calcul auquel seront transmises les demandes (défaut : %s).\n\
\t-p positioner_port : les demandes agrégées seront transmises sur ce port du serveur de calcul (défaut : %d).\n\
Options d'agrégation :\n\
\t-a aggregate_timeout : temps d'agrégation (défaut : %d millisecondes)\n\
\t-k keep_timeout : temps de garde des demandes (défaut : %d millisecondes)\n\
\t-c check_interval : délai entre deux vérifications des demandes en mémoire, et agrégation (défaut : %d micro-secondes)\n\
",
	 program_name,
	 AGGREGATE_DEFAULT_PORT,
	 POSITIONER_DEFAULT_IP,
	 POSITIONER_DEFAULT_PORT,
	 DEFAULT_AGGREGATE_TIMEOUT,
	 DEFAULT_KEEP_TIMEOUT,
	 DEFAULT_CHECK_INTERVAL
	 ) ;
}