another special case for loopback
[oweals/gnunet.git] / src / include / gnunet_mq_lib.h
1 /*
2      This file is part of GNUnet.
3      Copyright (C) 2012-2016 GNUnet e.V.
4
5      GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
6      it under the terms of the GNU General Public License as published
7      by the Free Software Foundation; either version 3, or (at your
8      option) any later version.
9
10      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
11      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
12      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
13      General Public License for more details.
14
15      You should have received a copy of the GNU General Public License
16      along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
17      Free Software Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor,
18      Boston, MA 02110-1301, USA.
19 */
20
21 /**
22  * @author Florian Dold
23  * @author Christian Grothoff
24  *
25  * @file
26  * General-purpose message queue
27  *
28  * @defgroup mq  MQ library
29  * General-purpose message queue
30  *
31  * @see [Documentation](https://gnunet.org/message-queue-api)
32  *
33  * @{
34  */
35 #ifndef GNUNET_MQ_H
36 #define GNUNET_MQ_H
37
38
39 /**
40  * Allocate an envelope, with extra space allocated after the space needed
41  * by the message struct.
42  * The allocated message will already have the type and size field set.
43  *
44  * @param mvar variable to store the allocated message in;
45  *             must have a header field;
46  *             can be NULL
47  * @param esize extra space to allocate after the message
48  * @param type type of the message
49  * @return the MQ message
50  */
51 #define GNUNET_MQ_msg_extra(mvar, esize, type) GNUNET_MQ_msg_(((struct GNUNET_MessageHeader**) &(mvar)), (esize) + sizeof *(mvar), (type))
52
53 /**
54  * Allocate a GNUNET_MQ_Envelope.
55  * The contained message will already have the type and size field set.
56  *
57  * @param mvar variable to store the allocated message in;
58  *             must have a header field;
59  *             can be NULL
60  * @param type type of the message
61  * @return the allocated envelope
62  */
63 #define GNUNET_MQ_msg(mvar, type) GNUNET_MQ_msg_extra(mvar, 0, type)
64
65
66 /**
67  * Allocate a GNUNET_MQ_Envelope, where the message only consists of a header.
68  * The allocated message will already have the type and size field set.
69  *
70  * @param type type of the message
71  */
72 #define GNUNET_MQ_msg_header(type) GNUNET_MQ_msg_ (NULL, sizeof (struct GNUNET_MessageHeader), type)
73
74
75 /**
76  * Allocate a GNUNET_MQ_Envelope, where the message only consists of a header and extra space.
77  * The allocated message will already have the type and size field set.
78  *
79  * @param mh pointer that will changed to point at to the allocated message header
80  * @param esize extra space to allocate after the message header
81  * @param type type of the message
82  */
83 #define GNUNET_MQ_msg_header_extra(mh, esize, type) GNUNET_MQ_msg_ (&mh, (esize) + sizeof (struct GNUNET_MessageHeader), type)
84
85
86 /**
87  * Allocate a GNUNET_MQ_Envelope, and append a payload message after the given
88  * message struct.
89  *
90  * @param mvar pointer to a message struct, will be changed to point at the newly allocated message,
91  *        whose size is 'sizeof(*mvar) + ntohs (mh->size)'
92  * @param type message type of the allocated message, has no effect on the nested message
93  * @param mh message to nest
94  * @return a newly allocated 'struct GNUNET_MQ_Envelope *'
95  */
96 #define GNUNET_MQ_msg_nested_mh(mvar, type, mh) \
97   ({struct GNUNET_MQ_Envelope *_ev;\
98     _ev = GNUNET_MQ_msg_nested_mh_((struct GNUNET_MessageHeader**) &(mvar),\
99                                    sizeof (*(mvar)),\
100                                    (type),\
101                                    (mh));\
102    (void)(mvar)->header; /* type check */\
103    _ev;})
104
105
106 /**
107  * Return a pointer to the message at the end of the given message.
108  *
109  * @param var pointer to a message struct, the type of the expression determines the base size,
110  *        the space after the base size is the nested message
111  * @return a 'struct GNUNET_MessageHeader *' that points at the nested message of the given message,
112  *         or NULL if the given message in @a var does not have any space after the message struct
113  */
114 #define GNUNET_MQ_extract_nested_mh(var) GNUNET_MQ_extract_nested_mh_ ((struct GNUNET_MessageHeader *) (var), sizeof (*(var)))
115
116
117 /**
118  * Implementation of the #GNUNET_MQ_extract_nexted_mh macro.
119  *
120  * @param mh message header to extract nested message header from
121  * @param base_size size of the message before the nested message's header appears
122  * @return pointer to the nested message, does not copy the message
123  *         OR NULL in case of a malformed message.
124  */
125 const struct GNUNET_MessageHeader *
126 GNUNET_MQ_extract_nested_mh_ (const struct GNUNET_MessageHeader *mh,
127                               uint16_t base_size);
128
129
130 /**
131  * Opaque handle to an envelope.
132  */
133 struct GNUNET_MQ_Envelope;
134
135
136 /**
137  * Implementation of the #GNUNET_MQ_msg_nested_mh macro.
138  *
139  * @param mhp pointer to the message header pointer that will be changed to allocate at
140  *        the newly allocated space for the message.
141  * @param base_size size of the data before the nested message
142  * @param type type of the message in the envelope
143  * @param nested_mh the message to append to the message after base_size
144  */
145 struct GNUNET_MQ_Envelope *
146 GNUNET_MQ_msg_nested_mh_ (struct GNUNET_MessageHeader **mhp,
147                           uint16_t base_size,
148                           uint16_t type,
149                           const struct GNUNET_MessageHeader *nested_mh);
150
151
152 /**
153  * Opaque handle to a message queue.
154  */
155 struct GNUNET_MQ_Handle;
156
157
158 /**
159  * Error codes for the queue.
160  */
161 enum GNUNET_MQ_Error
162 {
163   /**
164    * Failed to read message from the network.
165    * FIXME: Likely not properly distinguished
166    * from TIMEOUT case in the code!
167    */
168   GNUNET_MQ_ERROR_READ = 1,
169
170   /**
171    * FIXME: document!
172    */
173   GNUNET_MQ_ERROR_WRITE = 2,
174
175   /**
176    * FIXME: document!
177    */
178   GNUNET_MQ_ERROR_TIMEOUT = 4,
179
180   /**
181    * We received a message that was malformed and thus
182    * could not be passed to its handler.
183    */
184   GNUNET_MQ_ERROR_MALFORMED = 8,
185
186   /**
187    * We received a message for which we have no matching
188    * handler.
189    */
190   GNUNET_MQ_ERROR_NO_MATCH = 16
191 };
192
193
194 /**
195  * Called when a message has been received.
196  *
197  * @param cls closure
198  * @param msg the received message
199  */
200 typedef void
201 (*GNUNET_MQ_MessageCallback) (void *cls,
202                               const struct GNUNET_MessageHeader *msg);
203
204
205 /**
206  * Called when a message needs to be validated.
207  *
208  * @param cls closure
209  * @param msg the received message
210  * @return #GNUNET_OK if the message is well-formed,
211  *         #GNUNET_SYSERR if not
212  */
213 typedef int
214 (*GNUNET_MQ_MessageValidationCallback) (void *cls,
215                                         const struct GNUNET_MessageHeader *msg);
216
217
218 /**
219  * Signature of functions implementing the
220  * sending functionality of a message queue.
221  *
222  * @param mq the message queue
223  * @param msg the message to send
224  * @param impl_state state of the implementation
225  */
226 typedef void
227 (*GNUNET_MQ_SendImpl) (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
228                        const struct GNUNET_MessageHeader *msg,
229                        void *impl_state);
230
231
232 /**
233  * Signature of functions implementing the
234  * destruction of a message queue.
235  * Implementations must not free @a mq, but should
236  * take care of @a impl_state.
237  *
238  * @param mq the message queue to destroy
239  * @param impl_state state of the implementation
240  */
241 typedef void
242 (*GNUNET_MQ_DestroyImpl) (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
243                           void *impl_state);
244
245
246 /**
247  * Implementation function that cancels the currently sent message.
248  *
249  * @param mq message queue
250  * @param impl_state state specific to the implementation
251  */
252 typedef void
253 (*GNUNET_MQ_CancelImpl) (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
254                          void *impl_state);
255
256
257 /**
258  * Generic error handler, called with the appropriate
259  * error code and the same closure specified at the creation of
260  * the message queue.
261  * Not every message queue implementation supports an error handler.
262  *
263  * @param cls closure
264  * @param error error code
265  */
266 typedef void
267 (*GNUNET_MQ_ErrorHandler) (void *cls,
268                            enum GNUNET_MQ_Error error);
269
270
271 /**
272  * Message handler for a specific message type.
273  */
274 struct GNUNET_MQ_MessageHandler
275 {
276   /**
277    * Callback to validate a message of the specified @e type.
278    * The closure given to @e mv will be this struct (not @e ctx).
279    * Using NULL means only size-validation using
280    * @e expected_size.  In this case, @e expected_size must
281    * be non-zero.
282    */
283   GNUNET_MQ_MessageValidationCallback mv;
284
285   /**
286    * Callback, called every time a new message of
287    * the specified @e type has been receied.
288    * The closure given to @e mv will be this struct (not @e ctx).
289    */
290   GNUNET_MQ_MessageCallback cb;
291
292   /**
293    * Closure for @e mv and @e cb.
294    */
295   void *cls;
296
297   /**
298    * Type of the message this handler covers, in host byte order.
299    */
300   uint16_t type;
301
302   /**
303    * Expected size of messages of this type.  Minimum size of the
304    * message if @e mv is non-NULL.  Messages of the given type will be
305    * discarded (and the connection closed with an error reported to
306    * the application) if they do not have the right size.
307    */
308   uint16_t expected_size;
309 };
310
311
312 /**
313  * End-marker for the handlers array
314  */
315 #define GNUNET_MQ_handler_end() { NULL, NULL, NULL, 0, 0 }
316
317
318 /**
319  * Defines a static function @a name which takes as a single argument
320  * a message handler for fixed-sized messages of type @a code and with
321  * a message type argument of @a str.  Given such an argument, the
322  * function @name will return a `struct GNUNET_MQ_MessageHandler`
323  * for the given message type.
324  *
325  * The macro is to be used as follows:
326  * <code>
327  * struct GNUNET_MessageTest { ... }; // must be fixed size
328  * static void
329  * handle_test_message (void *cls,
330  *                      const struct GNUNET_MessageTest *msg)
331  * { ... }
332  *
333  * struct GNUNET_MQ_MessageHandler handlers[] = {
334  *   GNUNET_MQ_hd_fixed_size(test_message,
335  *                           GNUNET_MESSAGE_TYPE_TEST,
336  *                           struct GNUNET_MessageTest,
337  *                           "context"),
338  *   GNUNET_MQ_handler_end()
339  * };
340  *
341  * @param name unique basename for the functions
342  * @param code message type constant
343  * @param str type of the message (a struct)
344  * @param ctx context for the callbacks
345  */
346 #define GNUNET_MQ_hd_fixed_size(name,code,str,ctx)           \
347   ({                                                         \
348     void (*_cb)(void *cls, const str *msg) = &handle_##name; \
349     ((struct GNUNET_MQ_MessageHandler) {                     \
350       NULL, (GNUNET_MQ_MessageCallback) _cb,                 \
351       (ctx), (code), sizeof (str) });                        \
352   })
353
354
355 /**
356  * Defines a static function @a name which takes two arguments and a
357  * context-pointer for validating and handling variable-sized messages
358  * of type @a code and with a message type argument of @a str.  Given
359  * such arguments, the function @name will return a `struct
360  * GNUNET_MQ_MessageHandler` for the given message type.
361  *
362  * The macro is to be used as follows:
363  * <code>
364  * struct GNUNET_MessageTest { ... }; // can be variable size
365  * static int
366  * check_test (void *cls,
367  *             const struct GNUNET_MessageTest *msg)
368  * {
369  *   const char *ctx = cls;
370  *   GNUNET_assert (0 == strcmp ("context", ctx));
371  *   // ...
372  * }
373  * static void
374  * handle_test (void *cls,
375  *              const struct GNUNET_MessageTest *msg)
376  * {
377  *   const char *ctx = cls;
378  *   GNUNET_assert (0 == strcmp ("context", ctx));
379  *   // ...
380  * }
381  *
382  * struct GNUNET_MQ_MessageHandler handlers[] = {
383  *   GNUNET_MQ_hd_var_size(test_message,
384  *                         GNUNET_MESSAGE_TYPE_TEST,
385  *                         struct GNUNET_MessageTest,
386  *                         "context"),
387  *   GNUNET_MQ_handler_end()
388  * };
389  *
390  * @param name unique basename for the functions
391  * @param code message type constant
392  * @param str type of the message (a struct)
393  * @param ctx context for the callbacks
394  */
395 #define GNUNET_MQ_hd_var_size(name,code,str,ctx)             \
396   __extension__ ({                                           \
397     int (*_mv)(void *cls, const str *msg) = &check_##name;   \
398     void (*_cb)(void *cls, const str *msg) = &handle_##name; \
399     ((struct GNUNET_MQ_MessageHandler)                       \
400       { (GNUNET_MQ_MessageValidationCallback) _mv,           \
401         (GNUNET_MQ_MessageCallback) _cb,                     \
402         (ctx), (code), sizeof (str) });                      \
403   })
404
405
406 /**
407  * Create a new envelope.
408  *
409  * @param mhp message header to store the allocated message header in, can be NULL
410  * @param size size of the message to allocate
411  * @param type type of the message, will be set in the allocated message
412  * @return the allocated MQ message
413  */
414 struct GNUNET_MQ_Envelope *
415 GNUNET_MQ_msg_ (struct GNUNET_MessageHeader **mhp,
416
417                 uint16_t size,
418                 uint16_t type);
419
420
421 /**
422  * Create a new envelope by copying an existing message.
423  *
424  * @param hdr header of the message to copy
425  * @return envelope containing @a hdr
426  */
427 struct GNUNET_MQ_Envelope *
428 GNUNET_MQ_msg_copy (const struct GNUNET_MessageHeader *hdr);
429
430
431 /**
432  * Discard the message queue message, free all
433  * allocated resources. Must be called in the event
434  * that a message is created but should not actually be sent.
435  *
436  * @param mqm the message to discard
437  */
438 void
439 GNUNET_MQ_discard (struct GNUNET_MQ_Envelope *mqm);
440
441
442 /**
443  * Function to obtain the current envelope
444  * from within #GNUNET_MQ_SendImpl implementations.
445  *
446  * @param mq message queue to interrogate
447  * @return the current envelope
448  */
449 struct GNUNET_MQ_Envelope *
450 GNUNET_MQ_get_current_envelope (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
451
452
453 /**
454  * Function to obtain the last envelope in the queue.
455  *
456  * @param mq message queue to interrogate
457  * @return the last envelope in the queue
458  */
459 struct GNUNET_MQ_Envelope *
460 GNUNET_MQ_get_last_envelope (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
461
462
463 /**
464  * Set application-specific options for this envelope.
465  * Overrides the options set for the queue with
466  * #GNUNET_MQ_set_options() for this message only.
467  *
468  * @param env message to set options for
469  * @param flags flags to use (meaning is queue-specific)
470  * @param extra additional buffer for further data (also queue-specific)
471  */
472 void
473 GNUNET_MQ_env_set_options (struct GNUNET_MQ_Envelope *env,
474                            uint64_t flags,
475                            const void *extra);
476
477
478 /**
479  * Get application-specific options for this envelope.
480  *
481  * @param env message to set options for
482  * @param[out] flags set to flags to use (meaning is queue-specific)
483  * @return extra additional buffer for further data (also queue-specific)
484  */
485 const void *
486 GNUNET_MQ_env_get_options (struct GNUNET_MQ_Envelope *env,
487                            uint64_t *flags);
488
489
490 /**
491  * Set application-specific options for this queue.
492  *
493  * @param mq message queue to set options for
494  * @param flags flags to use (meaning is queue-specific)
495  * @param extra additional buffer for further data (also queue-specific)
496  */
497 void
498 GNUNET_MQ_set_options (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
499                        uint64_t flags,
500                        const void *extra);
501
502
503 /**
504  * Obtain the current length of the message queue.
505  *
506  * @param mq queue to inspect
507  * @return number of queued, non-transmitted messages
508  */
509 unsigned int
510 GNUNET_MQ_get_length (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
511
512
513 /**
514  * Send a message with the given message queue.
515  * May only be called once per message.
516  *
517  * @param mq message queue
518  * @param ev the envelope with the message to send.
519  */
520 void
521 GNUNET_MQ_send (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
522                 struct GNUNET_MQ_Envelope *ev);
523
524
525 /**
526  * Send a copy of a message with the given message queue.
527  * Can be called repeatedly on the same envelope.
528  *
529  * @param mq message queue
530  * @param ev the envelope with the message to send.
531  */
532 void
533 GNUNET_MQ_send_copy (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
534                      const struct GNUNET_MQ_Envelope *ev);
535
536
537 /**
538  * Cancel sending the message. Message must have been sent with
539  * #GNUNET_MQ_send before.  May not be called after the notify sent
540  * callback has been called
541  *
542  * @param ev queued envelope to cancel
543  */
544 void
545 GNUNET_MQ_send_cancel (struct GNUNET_MQ_Envelope *ev);
546
547
548 /**
549  * Associate the assoc_data in @a mq with a unique request id.
550  *
551  * @param mq message queue, id will be unique for the queue
552  * @param assoc_data to associate
553  */
554 uint32_t
555 GNUNET_MQ_assoc_add (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
556                      void *assoc_data);
557
558
559 /**
560  * Get the data associated with a @a request_id in a queue
561  *
562  * @param mq the message queue with the association
563  * @param request_id the request id we are interested in
564  * @return the associated data
565  */
566 void *
567 GNUNET_MQ_assoc_get (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
568                      uint32_t request_id);
569
570
571 /**
572  * Remove the association for a @a request_id
573  *
574  * @param mq the message queue with the association
575  * @param request_id the request id we want to remove
576  * @return the associated data
577  */
578 void *
579 GNUNET_MQ_assoc_remove (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
580                         uint32_t request_id);
581
582
583 /**
584  * Create a message queue for the specified handlers.
585  *
586  * @param send function the implements sending messages
587  * @param destroy function that implements destroying the queue
588  * @param cancel function that implements canceling a message
589  * @param impl_state for the queue, passed to @a send, @a destroy and @a cancel
590  * @param handlers array of message handlers
591  * @param error_handler handler for read and write errors
592  * @param cls closure for message handlers and error handler
593  * @return a new message queue
594  */
595 struct GNUNET_MQ_Handle *
596 GNUNET_MQ_queue_for_callbacks (GNUNET_MQ_SendImpl send,
597                                GNUNET_MQ_DestroyImpl destroy,
598                                GNUNET_MQ_CancelImpl cancel,
599                                void *impl_state,
600                                const struct GNUNET_MQ_MessageHandler *handlers,
601                                GNUNET_MQ_ErrorHandler error_handler,
602                                void *cls);
603
604
605 /**
606  * Change the closure argument in all of the `handlers` of the
607  * @a mq.
608  *
609  * @param mq to modify
610  * @param handlers_cls new closure to use
611  */
612 void
613 GNUNET_MQ_set_handlers_closure (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
614                                 void *handlers_cls);
615
616
617 /**
618  * Call a callback once the envelope has been sent, that is,
619  * sending it can not be canceled anymore.
620  * There can be only one notify sent callback per envelope.
621  *
622  * @param ev message to call the notify callback for
623  * @param cb the notify callback
624  * @param cb_cls closure for the callback
625  */
626 void
627 GNUNET_MQ_notify_sent (struct GNUNET_MQ_Envelope *ev,
628                        GNUNET_SCHEDULER_TaskCallback cb,
629                        void *cb_cls);
630
631
632 /**
633  * Destroy the message queue.
634  *
635  * @param mq message queue to destroy
636  */
637 void
638 GNUNET_MQ_destroy (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
639
640
641 /**
642  * Handle we return for callbacks registered to be
643  * notified when #GNUNET_MQ_destroy() is called on a queue.
644  */
645 struct GNUNET_MQ_DestroyNotificationHandle;
646
647
648 /**
649  * Register function to be called whenever @a mq is being
650  * destroyed.
651  *
652  * @param mq message queue to watch
653  * @param cb function to call on @a mq destruction
654  * @param cb_cls closure for @a cb
655  * @return handle for #GNUNET_MQ_destroy_notify_cancel().
656  */
657 struct GNUNET_MQ_DestroyNotificationHandle *
658 GNUNET_MQ_destroy_notify (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
659                           GNUNET_SCHEDULER_TaskCallback cb,
660                           void *cb_cls);
661
662 /**
663  * Cancel registration from #GNUNET_MQ_destroy_notify().
664  *
665  * @param dnh handle for registration to cancel
666  */
667 void
668 GNUNET_MQ_destroy_notify_cancel (struct GNUNET_MQ_DestroyNotificationHandle *dnh);
669
670
671 /**
672  * Call the message message handler that was registered
673  * for the type of the given message in the given message queue.
674  *
675  * This function is indended to be used for the implementation
676  * of message queues.
677  *
678  * @param mq message queue with the handlers
679  * @param mh message to dispatch
680  */
681 void
682 GNUNET_MQ_inject_message (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
683                           const struct GNUNET_MessageHeader *mh);
684
685
686 /**
687  * Call the error handler of a message queue with the given
688  * error code.  If there is no error handler, log a warning.
689  *
690  * This function is intended to be used for the implementation
691  * of message queues.
692  *
693  * @param mq message queue
694  * @param error the error type
695  */
696 void
697 GNUNET_MQ_inject_error (struct GNUNET_MQ_Handle *mq,
698                         enum GNUNET_MQ_Error error);
699
700
701 /**
702  * Call the send implementation for the next queued message, if any.
703  * Calls the send notification for the current message unless
704  * #GNUNET_MQ_impl_send_in_flight was called for this envelope.
705  *
706  * Only useful for implementing message queues, results in undefined
707  * behavior if not used carefully.
708  *
709  * @param mq message queue to send the next message with
710  */
711 void
712 GNUNET_MQ_impl_send_continue (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
713
714
715 /**
716  * Call the send notification for the current message, but do not
717  * try to send the next message until #gnunet_mq_impl_send_continue
718  * is called.
719  *
720  * only useful for implementing message queues, results in undefined
721  * behavior if not used carefully.
722  *
723  * @param mq message queue to send the next message with
724  */
725 void
726 GNUNET_MQ_impl_send_in_flight (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
727
728
729 /**
730  * Get the implementation state associated with the
731  * message queue.
732  *
733  * While the GNUNET_MQ_Impl* callbacks receive the
734  * implementation state, continuations that are scheduled
735  * by the implementation function often only have one closure
736  * argument, with this function it is possible to get at the
737  * implementation state when only passing the `struct GNUNET_MQ_Handle`
738  * as closure.
739  *
740  * @param mq message queue with the current message
741  * @return message to send, never NULL
742  */
743 void *
744 GNUNET_MQ_impl_state (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
745
746
747 /**
748  * Get the message that should currently be sent.
749  * Fails if there is no current message.
750  * Only useful for implementing message queues,
751  * results in undefined behavior if not used carefully.
752  *
753  * @param mq message queue with the current message
754  * @return message to send, never NULL
755  */
756 const struct GNUNET_MessageHeader *
757 GNUNET_MQ_impl_current (struct GNUNET_MQ_Handle *mq);
758
759
760 #endif
761
762 /** @} */ /* end of group mq */