Merge branch 'master' of gnunet.org:gnunet
[oweals/gnunet.git] / src / include / gnunet_time_lib.h
index b5da09cd83d59940493351eb15c38ab3d794e1f5..93e6cd00f84996fa6727329ed00cf910d04d9000 100644 (file)
@@ -1,28 +1,32 @@
 /*
      This file is part of GNUnet.
-     (C) 2001, 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2009 Christian Grothoff (and other contributing authors)
+     Copyright (C) 2001-2013 GNUnet e.V.
 
-     GNUnet is free software; you can redistribute it and/or modify
-     it under the terms of the GNU General Public License as published
-     by the Free Software Foundation; either version 2, or (at your
-     option) any later version.
+     GNUnet is free software: you can redistribute it and/or modify it
+     under the terms of the GNU Affero General Public License as published
+     by the Free Software Foundation, either version 3 of the License,
+     or (at your option) any later version.
 
      GNUnet is distributed in the hope that it will be useful, but
      WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
      MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
-     General Public License for more details.
+     Affero General Public License for more details.
+    
+     You should have received a copy of the GNU Affero General Public License
+     along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
 
-     You should have received a copy of the GNU General Public License
-     along with GNUnet; see the file COPYING.  If not, write to the
-     Free Software Foundation, Inc., 59 Temple Place - Suite 330,
-     Boston, MA 02111-1307, USA.
+     SPDX-License-Identifier: AGPL3.0-or-later
 */
 
 /**
- * @file include/gnunet_time_lib.h
- * @brief functions related to time
- *
  * @author Christian Grothoff
+ *
+ * @file
+ * Functions related to time
+ *
+ * @defgroup time  Time library
+ * Time and time calculations.
+ * @{
  */
 
 #ifndef GNUNET_TIME_LIB_H
@@ -39,218 +43,558 @@ extern "C"
 #include "gnunet_common.h"
 
 /**
- * Time for absolute times used by GNUnet, in milliseconds.
+ * Time for absolute times used by GNUnet, in microseconds.
  */
 struct GNUNET_TIME_Absolute
 {
-  uint64_t value;
+  /**
+   * The actual value.
+   */
+  uint64_t abs_value_us;
 };
 
 /**
- * Time for relative time used by GNUnet, in milliseconds.
+ * Time for relative time used by GNUnet, in microseconds.
  * Always positive, so we can only refer to future time.
  */
 struct GNUNET_TIME_Relative
 {
-  uint64_t value;
+  /**
+   * The actual value.
+   */
+  uint64_t rel_value_us;
 };
 
+GNUNET_NETWORK_STRUCT_BEGIN
 
 /**
- * Time for relative time used by GNUnet, in milliseconds and in network byte order.
+ * Time for relative time used by GNUnet, in microseconds and in network byte order.
  */
 struct GNUNET_TIME_RelativeNBO
 {
-  uint64_t value__ GNUNET_PACKED;
+  /**
+   * The actual value (in network byte order).
+   */
+  uint64_t rel_value_us__ GNUNET_PACKED;
 };
 
 
 /**
- * Time for absolute time used by GNUnet, in milliseconds and in network byte order.
+ * Time for absolute time used by GNUnet, in microseconds and in network byte order.
  */
 struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO
 {
-  uint64_t value__ GNUNET_PACKED;
+  /**
+   * The actual value (in network byte order).
+   */
+  uint64_t abs_value_us__ GNUNET_PACKED;
 };
+GNUNET_NETWORK_STRUCT_END
+
+/**
+ * Relative time zero.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_ZERO     GNUNET_TIME_relative_get_zero_()
+
+/**
+ * Absolute time zero.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_ZERO_ABS GNUNET_TIME_absolute_get_zero_()
+
+/**
+ * One microsecond, our basic time unit.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_MICROSECONDS GNUNET_TIME_relative_get_unit_()
+
+/**
+ * One millisecond.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS GNUNET_TIME_relative_get_millisecond_()
 
+/**
+ * One second.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS GNUNET_TIME_relative_get_second_()
+
+/**
+ * One minute.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES GNUNET_TIME_relative_get_minute_()
 
 /**
- * @brief constants to specify time
+ * One hour.
+ */
+#define GNUNET_TIME_UNIT_HOURS   GNUNET_TIME_relative_get_hour_()
+
+/**
+ * One day.
  */
-#define GNUNET_TIME_UNIT_ZERO     GNUNET_TIME_relative_get_zero()
-#define GNUNET_TIME_UNIT_ZERO_ABS GNUNET_TIME_absolute_get_zero()
-#define GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS GNUNET_TIME_relative_get_unit()
-#define GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, 1000)
-#define GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_SECONDS, 60)
-#define GNUNET_TIME_UNIT_HOURS   GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES, 60)
 #define GNUNET_TIME_UNIT_DAYS    GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_HOURS,   24)
+
+/**
+ * One week.
+ */
 #define GNUNET_TIME_UNIT_WEEKS   GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_DAYS,     7)
+
+/**
+ * One month (30 days).
+ */
 #define GNUNET_TIME_UNIT_MONTHS  GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_DAYS,    30)
+
+/**
+ * One year (365 days).
+ */
 #define GNUNET_TIME_UNIT_YEARS   GNUNET_TIME_relative_multiply(GNUNET_TIME_UNIT_DAYS,   365)
 
 /**
  * Constant used to specify "forever".  This constant
  * will be treated specially in all time operations.
  */
-#define GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL GNUNET_TIME_relative_get_forever ()
+#define GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_REL GNUNET_TIME_relative_get_forever_ ()
 
 /**
  * Constant used to specify "forever".  This constant
  * will be treated specially in all time operations.
  */
-#define GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_ABS GNUNET_TIME_absolute_get_forever ()
+#define GNUNET_TIME_UNIT_FOREVER_ABS GNUNET_TIME_absolute_get_forever_ ()
+
+
+
+/**
+ * Threshold after which exponential backoff should not increase (15 m).
+ */
+#define GNUNET_TIME_STD_EXPONENTIAL_BACKOFF_THRESHOLD GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_UNIT_MINUTES, 15)
+
+
+/**
+ * Perform our standard exponential back-off calculation, starting at 1 ms
+ * and then going by a factor of 2 up unto a maximum of 15 m.
+ *
+ * @param r current backoff time, initially zero
+ */
+#define GNUNET_TIME_STD_BACKOFF(r) GNUNET_TIME_relative_min (GNUNET_TIME_STD_EXPONENTIAL_BACKOFF_THRESHOLD, \
+   GNUNET_TIME_relative_multiply (GNUNET_TIME_relative_max (GNUNET_TIME_UNIT_MILLISECONDS, (r)), 2));
+
+
+/**
+ * Randomized exponential back-off, starting at 1 ms
+ * and going up by a factor of 2+r, where 0 <= r <= 0.5, up
+ * to a maximum of the given threshold.
+ *
+ * @param rt current backoff time, initially zero
+ * @param threshold maximum value for backoff
+ * @return the next backoff time
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_randomized_backoff(struct GNUNET_TIME_Relative rt, struct GNUNET_TIME_Relative threshold);
+
 
 /**
  * Return relative time of 0ms.
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_get_zero (void);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_zero_ (void);
+
 
 /**
  * Return absolute time of 0ms.
  */
-struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_absolute_get_zero (void);
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_get_zero_ (void);
+
+
+/**
+ * Return relative time of 1 microsecond.
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_unit_ (void);
+
 
 /**
  * Return relative time of 1ms.
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_get_unit (void);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_millisecond_ (void);
+
+
+/**
+ * Return relative time of 1s.
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_second_ (void);
+
+
+/**
+ * Return relative time of 1 minute.
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_minute_ (void);
+
+
+/**
+ * Return relative time of 1 hour.
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_hour_ (void);
+
 
 /**
  * Return "forever".
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_get_forever (void);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_get_forever_ (void);
+
 
 /**
  * Return "forever".
  */
-struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_absolute_get_forever (void);
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_get_forever_ (void);
+
 
 /**
  * Get the current time.
  *
  * @return the current time
  */
-struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_absolute_get (void);
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_get (void);
+
 
 /**
  * Convert relative time to an absolute time in the
  * future.
  *
+ * @param rel relative time to convert
  * @return timestamp that is "rel" in the future, or FOREVER if rel==FOREVER (or if we would overflow)
  */
-struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_relative_to_absolute (struct
-                                                              GNUNET_TIME_Relative
-                                                              rel);
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_relative_to_absolute (struct GNUNET_TIME_Relative rel);
+
+
+/**
+ * Round a time value so that it is suitable for transmission
+ * via JSON encodings.
+ *
+ * @param at time to round
+ * @return #GNUNET_OK if time was already rounded, #GNUNET_NO if
+ *         it was just now rounded
+ */
+int
+GNUNET_TIME_round_abs (struct GNUNET_TIME_Absolute *at);
+
+
+/**
+ * Round a time value so that it is suitable for transmission
+ * via JSON encodings.
+ *
+ * @param rt time to round
+ * @return #GNUNET_OK if time was already rounded, #GNUNET_NO if
+ *         it was just now rounded
+ */
+int
+GNUNET_TIME_round_rel (struct GNUNET_TIME_Relative *rt);
+
 
 /**
  * Return the minimum of two relative time values.
  *
+ * @param t1 first timestamp
+ * @param t2 other timestamp
+ * @return timestamp that is smaller
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_min (struct GNUNET_TIME_Relative t1,
+                          struct GNUNET_TIME_Relative t2);
+
+
+
+/**
+ * Return the maximum of two relative time values.
+ *
+ * @param t1 first timestamp
+ * @param t2 other timestamp
+ * @return timestamp that is larger
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_max (struct GNUNET_TIME_Relative t1,
+                          struct GNUNET_TIME_Relative t2);
+
+
+/**
+ * Return the minimum of two absolute time values.
+ *
+ * @param t1 first timestamp
+ * @param t2 other timestamp
  * @return timestamp that is smaller
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_min (struct
-                                                     GNUNET_TIME_Relative
-                                                     t1,
-                                                     struct
-                                                     GNUNET_TIME_Relative t2);
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_min (struct GNUNET_TIME_Absolute t1,
+                          struct GNUNET_TIME_Absolute t2);
+
+
+/**
+ * Return the maximum of two absolute time values.
+ *
+ * @param t1 first timestamp
+ * @param t2 other timestamp
+ * @return timestamp that is smaller
+ */
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_max (struct GNUNET_TIME_Absolute t1,
+                          struct GNUNET_TIME_Absolute t2);
+
 
 /**
  * Given a timestamp in the future, how much time
  * remains until then?
  *
+ * @param future some absolute time, typically in the future
  * @return future - now, or 0 if now >= future, or FOREVER if future==FOREVER.
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (struct
-                                                                GNUNET_TIME_Absolute
-                                                                future);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_absolute_get_remaining (struct GNUNET_TIME_Absolute future);
+
+
+/**
+ * Calculate the estimate time of arrival/completion
+ * for an operation.
+ *
+ * @param start when did the operation start?
+ * @param finished how much has been done?
+ * @param total how much must be done overall (same unit as for "finished")
+ * @return remaining duration for the operation,
+ *        assuming it continues at the same speed
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_calculate_eta (struct GNUNET_TIME_Absolute start,
+                          uint64_t finished,
+                           uint64_t total);
+
 
 /**
  * Compute the time difference between the given start and end times.
  * Use this function instead of actual subtraction to ensure that
  * "FOREVER" and overflows are handeled correctly.
  *
+ * @param start some absolute time
+ * @param end some absolute time (typically larger or equal to start)
  * @return 0 if start >= end; FOREVER if end==FOREVER; otherwise end - start
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_absolute_get_difference (struct
-                                                                 GNUNET_TIME_Absolute
-                                                                 start,
-                                                                 struct
-                                                                 GNUNET_TIME_Absolute
-                                                                 end);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_absolute_get_difference (struct GNUNET_TIME_Absolute start,
+                                     struct GNUNET_TIME_Absolute end);
+
 
 /**
  * Get the duration of an operation as the
  * difference of the current time and the given start time "hence".
  *
- * @return aborts if hence==FOREVER, 0 if hence > now, otherwise now-hence.
+ * @param whence some absolute time, typically in the past
+ * @return 0 if hence > now, otherwise now-hence.
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_absolute_get_duration (struct
-                                                               GNUNET_TIME_Absolute
-                                                               hence);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_absolute_get_duration (struct GNUNET_TIME_Absolute whence);
 
 
 /**
  * Add a given relative duration to the
  * given start time.
  *
+ * @param start some absolute time
+ * @param duration some relative time to add
  * @return FOREVER if either argument is FOREVER or on overflow; start+duration otherwise
  */
-struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_absolute_add (struct
-                                                      GNUNET_TIME_Absolute
-                                                      start,
-                                                      struct
-                                                      GNUNET_TIME_Relative
-                                                      duration);
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_add (struct GNUNET_TIME_Absolute start,
+                          struct GNUNET_TIME_Relative duration);
+
+
+/**
+ * Subtract a given relative duration from the
+ * given start time.
+ *
+ * @param start some absolute time
+ * @param duration some relative time to subtract
+ * @return ZERO if start <= duration, or FOREVER if start time is FOREVER; start-duration otherwise
+ */
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_subtract (struct GNUNET_TIME_Absolute start,
+                               struct GNUNET_TIME_Relative duration);
+
 
 /**
  * Multiply relative time by a given factor.
  *
+ * @param rel some duration
+ * @param factor integer to multiply with
+ * @return FOREVER if rel=FOREVER or on overflow; otherwise rel*factor
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_multiply (struct GNUNET_TIME_Relative rel,
+                               unsigned long long factor);
+
+
+/**
+ * Saturating multiply relative time by a given factor.
+ *
+ * @param rel some duration
+ * @param factor integer to multiply with
  * @return FOREVER if rel=FOREVER or on overflow; otherwise rel*factor
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_multiply (struct
-                                                           GNUNET_TIME_Relative
-                                                           rel,
-                                                           unsigned int
-                                                           factor);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_saturating_multiply (struct GNUNET_TIME_Relative rel,
+                                          unsigned long long factor);
+
+
+/**
+ * Divide relative time by a given factor.
+ *
+ * @param rel some duration
+ * @param factor integer to divide by
+ * @return FOREVER if rel=FOREVER or factor==0; otherwise rel/factor
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_divide (struct GNUNET_TIME_Relative rel,
+                             unsigned long long factor);
+
 
 /**
  * Add relative times together.
  *
+ * @param a1 some relative time
+ * @param a2 some other relative time
  * @return FOREVER if either argument is FOREVER or on overflow; a1+a2 otherwise
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_add (struct
-                                                      GNUNET_TIME_Relative a1,
-                                                      struct
-                                                      GNUNET_TIME_Relative
-                                                      a2);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_add (struct GNUNET_TIME_Relative a1,
+                          struct GNUNET_TIME_Relative a2);
+
+
+/**
+ * Subtract relative timestamp from the other.
+ *
+ * @param a1 first timestamp
+ * @param a2 second timestamp
+ * @return ZERO if a2>=a1 (including both FOREVER), FOREVER if a1 is FOREVER, a1-a2 otherwise
+ */
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_subtract (struct GNUNET_TIME_Relative a1,
+                               struct GNUNET_TIME_Relative a2);
 
 
 /**
  * Convert relative time to network byte order.
+ *
+ * @param a time to convert
+ * @return converted time value
  */
-struct GNUNET_TIME_RelativeNBO GNUNET_TIME_relative_hton (struct
-                                                          GNUNET_TIME_Relative
-                                                          a);
+struct GNUNET_TIME_RelativeNBO
+GNUNET_TIME_relative_hton (struct GNUNET_TIME_Relative a);
+
 
 /**
  * Convert relative time from network byte order.
+ *
+ * @param a time to convert
+ * @return converted time value
  */
-struct GNUNET_TIME_Relative GNUNET_TIME_relative_ntoh (struct
-                                                       GNUNET_TIME_RelativeNBO
-                                                       a);
+struct GNUNET_TIME_Relative
+GNUNET_TIME_relative_ntoh (struct GNUNET_TIME_RelativeNBO a);
+
 
 /**
- * Convert relative time to network byte order.
+ * Convert absolute time to network byte order.
+ *
+ * @param a time to convert
+ * @return converted time value
  */
-struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO GNUNET_TIME_absolute_hton (struct
-                                                          GNUNET_TIME_Absolute
-                                                          a);
+struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO
+GNUNET_TIME_absolute_hton (struct GNUNET_TIME_Absolute a);
+
 
 /**
- * Convert relative time from network byte order.
+ * Convert absolute time from network byte order.
+ *
+ * @param a time to convert
+ * @return converted time value
+ */
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_ntoh (struct GNUNET_TIME_AbsoluteNBO a);
+
+
+/**
+ * Set the timestamp offset for this instance.
+ *
+ * @param offset the offset to skew the locale time by
+ */
+void
+GNUNET_TIME_set_offset (long long offset);
+
+
+/**
+ * Get the timestamp offset for this instance.
+ *
+ * @return the offset we currently skew the locale time by
+ */
+long long
+GNUNET_TIME_get_offset (void);
+
+
+/**
+ * Return the current year (i.e. '2011').
+ */
+unsigned int
+GNUNET_TIME_get_current_year (void);
+
+
+/**
+ * Convert a year to an expiration time of January 1st of that year.
+ *
+ * @param year a year (after 1970, please ;-)).
+ * @return absolute time for January 1st of that year.
+ */
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_year_to_time (unsigned int year);
+
+
+/**
+ * Convert an expiration time to the respective year (rounds)
+ *
+ * @param at absolute time
+ * @return year a year (after 1970), 0 on error
  */
-struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_absolute_ntoh (struct
-                                                       GNUNET_TIME_AbsoluteNBO
-                                                       a);
+unsigned int
+GNUNET_TIME_time_to_year (struct GNUNET_TIME_Absolute at);
+
+
+/**
+ * A configuration object.
+ */
+struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle;
+
+
+/**
+ * Obtain the current time and make sure it is monotonically
+ * increasing.  Guards against systems without an RTC or
+ * clocks running backwards and other nasty surprises. Does
+ * not guarantee that the returned time is near the current
+ * time returned by #GNUNET_TIME_absolute_get().  Two 
+ * subsequent calls (within a short time period) may return the
+ * same value. Persists the last returned time on disk to
+ * ensure that time never goes backwards. As a result, the
+ * resulting value can be used to check if a message is the 
+ * "most recent" value and replays of older messages (from
+ * the same origin) would be discarded.
+ * 
+ * @param cfg configuration, used to determine where to 
+ *   store the time; user can also insist RTC is working
+ *   nicely and disable the feature
+ * @return monotonically increasing time
+ */
+struct GNUNET_TIME_Absolute
+GNUNET_TIME_absolute_get_monotonic (const struct GNUNET_CONFIGURATION_Handle *cfg);
+
 
 #if 0                           /* keep Emacsens' auto-indent happy */
 {
@@ -261,4 +605,7 @@ struct GNUNET_TIME_Absolute GNUNET_TIME_absolute_ntoh (struct
 
 /* ifndef GNUNET_TIME_LIB_H */
 #endif
+
+/** @} */ /* end of group time */
+
 /* end of gnunet_time_lib.h */