]> mj.ucw.cz Git - libucw.git/blob - ucw/mainloop.h
b6aea61dfb3412f98f38ee03ed04556bdc3edf7f
[libucw.git] / ucw / mainloop.h
1 /*
2  *      UCW Library -- Main Loop
3  *
4  *      (c) 2004--2005 Martin Mares <mj@ucw.cz>
5  *
6  *      This software may be freely distributed and used according to the terms
7  *      of the GNU Lesser General Public License.
8  */
9
10 #ifndef _UCW_MAINLOOP_H
11 #define _UCW_MAINLOOP_H
12
13 #include "ucw/clists.h"
14
15 /***
16  * [[conventions]]
17  * Conventions
18  * -----------
19  *
20  * The descriptions of structures contain some fields marked with `[*]`.
21  * These are the only ones that are intended to be manipulated by the user.
22  * The remaining fields serve for internal use only and you must initialize them
23  * to zeroes.
24  ***/
25
26 /***
27  * [[time]]
28  * Time manipulation
29  * -----------------
30  *
31  * This part allows you to get the current time and request
32  * to have your function called when the time comes.
33  ***/
34
35 extern timestamp_t main_now;                    /** Current time in milliseconds since the UNIX epoch. See @main_get_time(). **/
36 extern ucw_time_t main_now_seconds;             /** Current time in seconds since the epoch. **/
37 extern timestamp_t main_idle_time;              /** Total time in milliseconds spent in the poll() call. **/
38 extern clist main_timer_list, main_file_list, main_hook_list, main_process_list;
39
40 /**
41  * This is a description of a timer.
42  * You fill in a handler function, any user-defined data you wish to pass
43  * to the handler, and then you invoke @timer_add().
44  *
45  * The handler() function must either call @timer_del() to delete the timer,
46  * or call @timer_add() with a different expiration time.
47  **/
48 struct main_timer {
49   cnode n;
50   timestamp_t expires;
51   void (*handler)(struct main_timer *tm);       /* [*] Function to be called when the timer expires. */
52   void *data;                                   /* [*] Data for use by the handler */
53 };
54
55 /**
56  * Adds a new timer into the mainloop to be watched and called
57  * when it expires. It can also be used to modify an already running
58  * timer. It is permitted (and usual) to call this function from the
59  * timer's handler itself if you want the timer to trigger again.
60  *
61  * The @expire parameter is absolute, just add <<var_main_now,`main_now`>> if you need a relative timer.
62  **/
63 void timer_add(struct main_timer *tm, timestamp_t expires);
64 /**
65  * Removes a timer from the active ones. It is permitted (and usual) to call
66  * this function from the timer's handler itself if you want to deactivate
67  * the timer.
68  **/
69 void timer_del(struct main_timer *tm);
70
71 /**
72  * Forces refresh of <<var_main_now,`main_now`>>. You do not usually
73  * need to call this, since it is called every time the loop polls for
74  * changes. It is here if you need extra precision or some of the
75  * hooks takes a long time.
76  **/
77 void main_get_time(void);
78
79 /***
80  * [[file]]
81  * Activity on file descriptors
82  * ----------------------------
83  *
84  * You can let the mainloop watch over a set of file descriptors
85  * for a changes.
86  *
87  * It supports two ways of use. With the first one, you provide
88  * low-level handlers for reading and writing (`read_handler` and
89  * `write_handler`). They will be called every time the file descriptor
90  * is ready to be read from or written to.
91  *
92  * Return non-zero if you want to get the handler called again right now (you
93  * handled a block of data and expect more). If you return `0`, the hook will
94  * be called again in the next iteration, if it is still ready to be read/written.
95  *
96  * This way is suitable for listening sockets, interactive connections, where
97  * you need to parse everything that comes right away and similar cases.
98  *
99  * The second way is to ask mainloop to read or write a buffer of data. You
100  * provide a `read_done` or `write_done` handler respectively and call @file_read()
101  * or @file_write(). This is handy for data connections where you need to transfer
102  * data between two endpoints or for binary connections where the size of message
103  * is known in advance.
104  *
105  * It is possible to combine both methods, but it may be tricky to do it right.
106  *
107  * Both ways use `error_handler` to notify you about errors.
108  ***/
109
110 /**
111  * If you want mainloop to watch a file descriptor, fill at last `fd` into this
112  * structure. To get any useful information from the mainloop, provide some handlers
113  * too.
114  *
115  * After that, insert it into the mainloop by calling @file_add().
116  **/
117 struct main_file {
118   cnode n;
119   int fd;                                       /* [*] File descriptor */
120   int (*read_handler)(struct main_file *fi);    /* [*] To be called when ready for reading/writing; must call file_chg() afterwards */
121   int (*write_handler)(struct main_file *fi);
122   void (*error_handler)(struct main_file *fi, int cause);       /* [*] Handler to call on errors */
123   void *data;                                   /* [*] Data for use by the handlers */
124   byte *rbuf;                                   /* Read/write pointers for use by file_read/write */
125   uns rpos, rlen;
126   byte *wbuf;
127   uns wpos, wlen;
128   void (*read_done)(struct main_file *fi);      /* [*] Called when file_read is finished; rpos < rlen if EOF */
129   void (*write_done)(struct main_file *fi);     /* [*] Called when file_write is finished */
130   struct main_timer timer;
131   struct pollfd *pollfd;
132 };
133
134 /**
135  * Specifies when or why an error happened. This is passed to the error handler.
136  * `errno` is still set to the original source of error. The only exception
137  * is `MFERR_TIMEOUT`, in which case `errno` is not set and the only possible
138  * cause of it is timeout on the file descriptor (see @file_set_timeout).
139  **/
140 enum main_file_err_cause {
141   MFERR_READ,
142   MFERR_WRITE,
143   MFERR_TIMEOUT
144 };
145
146 /**
147  * Inserts a <<struct_main_file,`main_file`>> structure into the mainloop to be
148  * watched for activity. You can call this at any time, even inside a handler
149  * (of course for a different file descriptor than the one of the handler).
150  **/
151 void file_add(struct main_file *fi);
152 /**
153  * Tells the mainloop the file has changed its state. Call it whenever you
154  * change any of the handlers.
155  *
156  * Can be called only on active files (only the ones added by @file_add()).
157  **/
158 void file_chg(struct main_file *fi);
159 /**
160  * Removes a file from the watched set. You have to call this on closed files
161  * too, since the mainloop does not handle close in any way.
162  *
163  * Can be called from a handler.
164  **/
165 void file_del(struct main_file *fi);
166 /**
167  * Asks the mainloop to read @len bytes of data from @fi into @buf.
168  * It cancels any previous unfinished read requested this way and overwrites
169  * `read_handler`.
170  *
171  * When the read is done, read_done() handler is called. If an EOF occurred,
172  * `rpos < rlen` (eg. not all data were read).
173  *
174  * Can be called from a handler.
175  *
176  * You can use a call with zero @len to cancel current read, but all read data
177  * will be thrown away.
178  **/
179 void file_read(struct main_file *fi, void *buf, uns len);
180 /**
181  * Requests that the mainloop writes @len bytes of data from @buf to @fi.
182  * Cancels any previous unfinished write and overwrites `write_handler`.
183  *
184  * When it is written, write_done() handler is called.
185  *
186  * Can be called from a handler.
187  *
188  * If you call it with zero @len, it will cancel the previous write, but note
189  * some data may already be written.
190  **/
191 void file_write(struct main_file *fi, void *buf, uns len);
192 /**
193  * Sets a timer for a file @fi. If the timer is not overwritten or disabled
194  * until @expires, the file timeouts and error_handler() is called with
195  * <<enum_main_file_err_cause,`MFERR_TIMEOUT`>>.
196  *
197  * The mainloop does not disable or reset it, when something happens, it just
198  * bundles a timer with the file. If you want to watch for inactivity, it is
199  * your task to reset it whenever your handler is called.
200  *
201  * The @expires parameter is absolute (add <<var_main_now,`main_now`>> if you
202  * need relative). The call and overwrites previously set timeout. Value of `0`
203  * disables the timeout (the <<enum_main_file_err_cause,`MFERR_TIMEOUT`>> will
204  * not trigger).
205  *
206  * The use-cases for this are mainly sockets or pipes, when:
207  *
208  * - You want to drop inactive connections (no data come or go for a given time, not
209  *   incomplete messages).
210  * - You want to enforce answer in a given time (for example authentication).
211  * - You give maximum time for a whole connection.
212  **/
213 void file_set_timeout(struct main_file *fi, timestamp_t expires);
214 /**
215  * Closes all file descriptors known to mainloop. Often used between fork()
216  * and exec().
217  **/
218 void file_close_all(void);
219
220 /***
221  * [[hooks]]
222  * Loop hooks
223  * ----------
224  *
225  * The hooks are called whenever the mainloop perform an iteration.
226  * You can shutdown the mainloop from within them or request an iteration
227  * to happen without sleeping (just poll, no waiting for events).
228  ***/
229
230 /**
231  * A hook. It contains the function to call and some user data.
232  *
233  * The handler() must return one value from
234  * <<enum_main_hook_return,`main_hook_return`>>.
235  *
236  * Fill with the hook and data and pass it to @hook_add().
237  **/
238 struct main_hook {
239   cnode n;
240   int (*handler)(struct main_hook *ho);         /* [*] Hook function; returns HOOK_xxx */
241   void *data;                                   /* [*] For use by the handler */
242 };
243
244 /**
245  * Return value of the hook handler().
246  * Specifies what should happen next.
247  *
248  * - `HOOK_IDLE` -- Let the loop sleep until something happens, call after that.
249  * - `HOOK_RETRY` -- Force the loop to perform another iteration without sleeping.
250  *   This will cause calling of all the hooks again soon.
251  * - `HOOK_DONE` -- The loop will terminate if all hooks return this.
252  * - `HOOK_SHUTDOWN` -- Shuts down the loop.
253  **/
254 enum main_hook_return {
255   HOOK_IDLE,
256   HOOK_RETRY,
257   HOOK_DONE = -1,
258   HOOK_SHUTDOWN = -2
259 };
260
261 /**
262  * Inserts a new hook into the loop.
263  * May be called from inside a hook handler too.
264  **/
265 void hook_add(struct main_hook *ho);
266 /**
267  * Removes an existing hook from the loop.
268  * May be called from inside a hook handler (to delete itself or other hook).
269  **/
270 void hook_del(struct main_hook *ho);
271
272 /***
273  * [[process]]
274  * Child processes
275  * ---------------
276  *
277  * The main loop can watch child processes and notify you,
278  * when some of them terminates.
279  ***/
280
281 /**
282  * Description of a watched process.
283  * You fill in the handler() and `data`.
284  * The rest is set with @process_fork().
285  **/
286 struct main_process {
287   cnode n;
288   int pid;                                      /* Process id (0=not running) */
289   int status;                                   /* Exit status (-1=fork failed) */
290   char status_msg[EXIT_STATUS_MSG_SIZE];
291   void (*handler)(struct main_process *mp);     /* [*] Called when the process exits; process_del done automatically */
292   void *data;                                   /* [*] For use by the handler */
293 };
294
295 /**
296  * Asks the mainloop to watch this process.
297  * As it is done automatically in @process_fork(), you need this only
298  * if you removed the process previously by @process_del().
299  **/
300 void process_add(struct main_process *mp);
301 /**
302  * Removes the process from the watched set. This is done
303  * automatically, when the process terminates, so you need it only
304  * when you do not want to watch a running process any more.
305  */
306 void process_del(struct main_process *mp);
307 /**
308  * Forks and fills the @mp with information about the new process.
309  *
310  * If the fork() succeeds, it:
311  *
312  * - Returns 0 in the child.
313  * - Returns 1 in the parent and calls @process_add() on it.
314  *
315  * In the case of unsuccessful fork(), it:
316  *
317  * - Fills in the `status_msg` and sets `status` to -1.
318  * - Calls the handler() as if the process terminated.
319  * - Returns 1.
320  **/
321 int process_fork(struct main_process *mp);
322
323 /***
324  * [[control]]
325  * Control of the mainloop
326  * -----------------------
327  *
328  * These functions control the mainloop as a whole.
329  ***/
330
331 extern uns main_shutdown;                       /** Setting this to nonzero forces the @main_loop() function to terminate. **/
332 void main_init(void);                           /** Initializes the mainloop structures. Call before any `*_add` function. **/
333 /**
334  * Start the mainloop.
335  * It will watch the provided objects and call callbacks.
336  * Terminates when someone sets <<var_main_shutdown,`main_shutdown`>>
337  * to nonzero, when all <<hook,hooks>> return
338  * <<enum_main_hook_return,`HOOK_DONE`>> or at last one <<hook,hook>>
339  * returns <<enum_main_hook_return,`HOOK_SHUTDOWN`>>.
340  **/
341 void main_loop(void);
342 void main_debug(void);                          /** Prints a lot of debug information about current status of the mainloop. **/
343
344 #endif