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Fastbufs: Some improvements in documented rules for back-ends.
authorPavel Charvat <pchar@ucw.cz>
Thu, 15 Feb 2024 22:27:13 +0000 (22:27 +0000)
committerPavel Charvat <pchar@ucw.cz>
Thu, 15 Feb 2024 22:27:13 +0000 (22:27 +0000)
ucw/fastbuf.h

index 0a04176a0f8ec18155996d9a6c3b5e1d55e4da41..0da6258c52eaf66984600980901225cee2429b98 100644 (file)
  * situation. Back-ends then differ just in the definition of the callbacks.
  *
  * The state of the fastbuf is represented by a <<struct_fastbuf,`struct fastbuf`>>,
- * which is a simple structure describing the state of the buffer (the pointers
- * `buffer`, `bufend`), the front-end cursor (`bptr`), the back-end cursor (`bstop`),
+ * which is a simple structure describing the allocated buffer (`buffer`, `bufend`),
+ * the front-end cursor (`bptr`), the back-end cursor (`bstop`),
  * position of the back-end cursor in the file (`pos`), some flags (`flags`)
  * and pointers to the callback functions.
  *
- * The buffer can be in one of the following states:
+ * Fastbuf can be in one of the following logical modes. Transitions between
+ * them are controlled by application.
  *
  * 1. Flushed:
  *
+ *   * Initial state of newly created fastbuf, after @bflush(), seeking or similar functions.
+ *   * There is no cached data and application is free to decide whether to continue with
+ *     reading or writing (well, only if the back-end supports it). Any such operation
+ *     commits fastbuf to the corresponding non-flushed mode.
+ *
+ *   Buffer layout:
  *    +------------------------------------+---------------------------+
  *    | unused                             | free space                |
  *    +------------------------------------+---------------------------+
  *    ^              ^                     ^                           ^
  *    buffer      <= bstop (BE pos)     <= bptr (FE pos)            <= bufend
  *
- *   * This schema describes a fastbuf after its initialization or @bflush().
- *   * There is no cached data and we are ready for any read or write operation
- *     (well, only if the back-end supports it).
- *   * The interval `[bptr, bufend]` can be used by front-ends
- *     for writing. If it is empty, the `spout` callback gets called
- *     upon the first write attempt to allocate a new buffer. Otherwise
- *     the fastbuf silently comes to the writing mode.
- *   * When a front-end needs to read something, it calls the `refill` callback.
- *   * The pointers can be either all non-`NULL` or all NULL.
+ *   * The pointers can be either all non-`NULL` (possibly equal) or all NULL.
  *   * `bstop == bptr` in most back-ends, but it is not necessary. Some
  *     in-memory streams take advantage of this.
+ *   * Reading (transition to reading mode) calls `refill` callback.
+ *   * Writing (transition to writing mode) can immediately call `spout`
+ *     callback, but not necessarily if `bptr < bufend` (notice that the
+ *     flushed buffer layout is compatible with writing).
  *
  * 2. Reading:
  *
+ *   * Application has committed to reading.
+ *   * No writing is allowed until a flush operation (but see caveat below).
+ *
+ *   Buffer layout:
  *    +------------------------------------+---------------------------+
  *    | read data                          | unused                    |
  *    +------------------------------------+---------------------------+
  *    ^               ^                    ^                           ^
  *    buffer       <= bptr (FE pos)     <= bstop (BE pos)           <= bufend
  *
- *   * If we try to read something, we get to the reading mode.
- *   * No writing is allowed until a flush operation. But note that @bflush()
- *     will simply set `bptr` to `bstop` before `spout`
- *     and it breaks the position of the front-end's cursor,
- *     so the user should seek afwards.
- *   * The interval `[buffer, bstop]` contains a block of data read by the back-end.
- *     `bptr` is the front-end's cursor which points to the next character to be read.
- *     After the last character is read, `bptr == bstop` and the `refill` callback
- *     gets called upon the next read attempt to bring further data.
- *     This gives us an easy way how to implement @bungetc().
+ *   * Interval `[buffer, bstop]` contains a block of data read by the back-end.
+ *     `bptr` is front-end's cursor which points to the next character to
+ *     be read by application.
+ *   * If we reach `bptr == bstop` and need to read at least one more byte,
+ *     `refill` is called to bring more (or to detect EOF). Notice that this gives
+ *      us an easy way to implement @bungetc().
+ *   * CAVEAT: Switching to writing by @bflush() simply sets `bptr` to `bstop`
+ *     and calls `spout`. This can, depending on the type of back-end, lead to
+ *     loss of any remaining buffered data and/or breaking position of
+ *     front-end's cursor. You can seek afterwards to fix that, but it's
+ *     not possible in unseekable back-ends like network sockets. In such
+ *     cases it may be useful to create pair of fastbufs, one for reading
+ *     and one for writing. Also beware that switching may be unsupported/buggy
+ *     in some types of back-ends.
  *
  * 3. Writing:
  *
+ *   * Application has committed to writing.
+ *   * No reading is allowed until a flush operation.
+ *   * You can also use @blush() to explicitly flush any buffered data.
+ *
+ *   Buffer layout:
  *    +-----------------------+----------------+-----------------------+
  *    | unused                | written data   | free space            |
  *    +-----------------------+----------------+-----------------------+
  *    ^            ^                           ^                       ^
  *    buffer    <= bstop (BE pos)            < bptr (FE pos)        <= bufend
  *
- *   * This schema corresponds to the situation after a write attempt.
- *   * No reading is allowed until a flush operation.
- *   * The `bptr` points at the position where the next character
- *     will be written to. When we want to write, but `bptr == bufend`, we call
- *     the `spout` hook to flush the witten data and get an empty buffer.
+ *   * `bptr` points at the position where the next character will be written to.
+ *      If we reach `bptr == bufend` and want to write more, `spout` is called
+ *      to flush the written data and get some free space.
  *   * `bstop` usually points at the beginning of the written data,
  *     but it is not necessary.
  *
  *
  *   - Front-ends are only allowed to change the value of `bptr`, some flags
  *     and if a fatal error occurs, then also `bstop`. Back-ends can rely on it.
- *   - `buffer <= bstop <= bufend` and `buffer <= bptr <= bufend`.
- *   - `pos` should be the real position in the file corresponding to the location of `bstop` in the buffer.
+ *   - `buffer <= bstop <= bufend` and `buffer <= bptr <= bufend` at any time.
+ *   - `pos` corresponds to `bstop` and usually contains the real offset of that
+ *     cursor in file (but back-ends can define the exact meaning of `pos` differently).
  *     It can be modified by any back-end's callback, but the position of `bptr` (`pos + (bptr - bstop)`)
- *     must stay unchanged after `refill` or `spout`.
+ *     should stay unchanged after `refill` or `spout`.
  *   - Failed callbacks (except `close`) should use @bthrow().
- *   - Any callback pointer may be NULL in case the callback is not implemented.
+ *   - Any callback may be NULL if not implemented.
  *   - Callbacks can change not only `bptr` and `bstop`, but also the location and size of the buffer;
  *     the fb-mem back-end takes advantage of it.
  *
  *   - Initialization:
- *     * out: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).
+ *     * out: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend`, possibly all equal or even NULL (flushed).
  *     * @fb_tie() should be called on the newly created fastbuf.
  *
  *   - `refill`:
  *
  *   - `spout`:
  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (writing or flushed).
- *     * out: `buffer <= bstop <= bptr < bufend` (flushed).
+ *     * out: `buffer <= bstop <= bptr < bufend` (writing or flushed; at least 1 byte of free space).
  *
  *   - `seek`:
  *     * in: `buffer <= bstop <= bptr <= bufend` (flushed).