]> git.netwichtig.de Git - user/henk/code/inspircd.git/blobdiff - include/socketengine.h
Change all socketengine methods to be static
[user/henk/code/inspircd.git] / include / socketengine.h
index c3e6e24981c7d5d54e7cc07fd21e1de4e9dcd743..305d389d4bac610e33dd83789b99c95afd7d63ae 100644 (file)
-/*       +------------------------------------+
- *       | Inspire Internet Relay Chat Daemon |
- *       +------------------------------------+
+/*
+ * InspIRCd -- Internet Relay Chat Daemon
  *
- *  InspIRCd is copyright (C) 2002-2006 ChatSpike-Dev.
- *                       E-mail:
- *                <brain@chatspike.net>
- *                <Craig@chatspike.net>
+ *   Copyright (C) 2009 Daniel De Graaf <danieldg@inspircd.org>
+ *   Copyright (C) 2007-2008 Robin Burchell <robin+git@viroteck.net>
+ *   Copyright (C) 2005-2007 Craig Edwards <craigedwards@brainbox.cc>
+ *   Copyright (C) 2007 Dennis Friis <peavey@inspircd.org>
  *
- * Written by Craig Edwards, Craig McLure, and others.
- * This program is free but copyrighted software; see
- *            the file COPYING for details.
+ * This file is part of InspIRCd.  InspIRCd 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, version 2.
  *
- * ---------------------------------------------------
-*/
+ * This program 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.
+ *
+ * You should have received a copy of the GNU General Public License
+ * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
+ */
 
-#ifndef __SOCKETENGINE__
-#define __SOCKETENGINE__
+
+#pragma once
 
 #include <vector>
 #include <string>
 #include <map>
-#include "inspircd_config.h"
-#include "globals.h"
-#include "inspircd.h"
+#include "config.h"
+#include "socket.h"
+#include "base.h"
 
-/**
- * Each of these values represents a socket
- * type in our reference table (the reference
- * table itself is only accessible to
- * socketengine.cpp)
+/** Types of event an EventHandler may receive.
+ * EVENT_READ is a readable file descriptor,
+ * and EVENT_WRITE is a writeable file descriptor.
+ * EVENT_ERROR can always occur, and indicates
+ * a write error or read error on the socket,
+ * e.g. EOF condition or broken pipe.
  */
-const char X_EMPTY_SLOT                = 0;
-const char X_LISTEN             = 1;
-const char X_ESTAB_CLIENT       = 2;
-const char X_ESTAB_MODULE       = 3;
-const char X_ESTAB_DNS          = 4;
-const char X_ESTAB_CLASSDNS    = 5;
+enum EventType
+{
+       /** Read event */
+       EVENT_READ      =       0,
+       /** Write event */
+       EVENT_WRITE     =       1,
+       /** Error event */
+       EVENT_ERROR     =       2
+};
 
 /**
- * To indicate that a socket is readable, we
- * mask its top bit with this X_READBIT value.
- * The socket engine can handle two types of
- * socket, readable and writeable (error sockets
- * are dealt with when read() and write() return
- * negative or zero values).
+ * Event mask for SocketEngine events
  */
-const char X_READBIT            = 0x80;
+enum EventMask
+{
+       /** Do not test this socket for readability
+        */
+       FD_WANT_NO_READ = 0x1,
+       /** Give a read event at all times when reads will not block.
+        */
+       FD_WANT_POLL_READ = 0x2,
+       /** Give a read event when there is new data to read.
+        *
+        * An event MUST be sent if there is new data to be read, and the most
+        * recent read/recv() on this FD returned EAGAIN. An event MAY be sent
+        * at any time there is data to be read on the socket.
+        */
+       FD_WANT_FAST_READ = 0x4,
+       /** Give an optional read event when reads begin to unblock
+        *
+        * This state is useful if you want to leave data in the OS receive
+        * queue but not get continuous event notifications about it, because
+        * it may not require a system call to transition from FD_WANT_FAST_READ
+        */
+       FD_WANT_EDGE_READ = 0x8,
 
-/**
+       /** Mask for all read events */
+       FD_WANT_READ_MASK = 0x0F,
+
+       /** Do not test this socket for writeability
+        */
+       FD_WANT_NO_WRITE = 0x10,
+       /** Give a write event at all times when writes will not block.
+        *
+        * You probably shouldn't use this state; if it's likely that the write
+        * will not block, try it first, then use FD_WANT_FAST_WRITE if it
+        * fails. If it's likely to block (or you are using polling-style reads)
+        * then use FD_WANT_SINGLE_WRITE.
+        */
+       FD_WANT_POLL_WRITE = 0x20,
+       /** Give a write event when writes don't block any more
+        *
+        * An event MUST be sent if writes will not block, and the most recent
+        * write/send() on this FD returned EAGAIN, or connect() returned
+        * EINPROGRESS. An event MAY be sent at any time that writes will not
+        * block.
+        *
+        * Before calling HandleEvent, a socket engine MAY change the state of
+        * the FD back to FD_WANT_EDGE_WRITE if it is simpler (for example, if a
+        * one-shot notification was registered). If further writes are needed,
+        * it is the responsibility of the event handler to change the state to
+        * one that will generate the required notifications
+        */
+       FD_WANT_FAST_WRITE = 0x40,
+       /** Give an optional write event on edge-triggered write unblock.
+        *
+        * This state is useful to avoid system calls when moving to/from
+        * FD_WANT_FAST_WRITE when writing data to a mostly-unblocked socket.
+        */
+       FD_WANT_EDGE_WRITE = 0x80,
+       /** Request a one-shot poll-style write notification. The socket will
+        * return to the FD_WANT_NO_WRITE state before HandleEvent is called.
+        */
+       FD_WANT_SINGLE_WRITE = 0x100,
+
+       /** Mask for all write events */
+       FD_WANT_WRITE_MASK = 0x1F0,
+
+       /** Add a trial read. During the next DispatchEvents invocation, this
+        * will call HandleEvent with EVENT_READ unless reads are known to be
+        * blocking.
+        */
+       FD_ADD_TRIAL_READ  = 0x1000,
+       /** Assert that reads are known to block. This cancels FD_ADD_TRIAL_READ.
+        * Reset by SE before running EVENT_READ
+        */
+       FD_READ_WILL_BLOCK = 0x2000,
+
+       /** Add a trial write. During the next DispatchEvents invocation, this
+        * will call HandleEvent with EVENT_WRITE unless writes are known to be
+        * blocking.
+        *
+        * This could be used to group several writes together into a single
+        * send() syscall, or to ensure that writes are blocking when attempting
+        * to use FD_WANT_FAST_WRITE.
+        */
+       FD_ADD_TRIAL_WRITE = 0x4000,
+       /** Assert that writes are known to block. This cancels FD_ADD_TRIAL_WRITE.
+        * Reset by SE before running EVENT_WRITE
+        */
+       FD_WRITE_WILL_BLOCK = 0x8000,
+
+       /** Mask for trial read/trial write */
+       FD_TRIAL_NOTE_MASK = 0x5000
+};
+
+/** This class is a basic I/O handler class.
+ * Any object which wishes to receive basic I/O events
+ * from the socketengine must derive from this class and
+ * implement the HandleEvent() method. The derived class
+ * must then be added to SocketEngine using the method
+ * SocketEngine::AddFd(), after which point the derived
+ * class will receive events to its HandleEvent() method.
+ * The derived class should also implement one of Readable()
+ * and Writeable(). In the current implementation, only
+ * Readable() is used. If this returns true, the socketengine
+ * inserts a readable socket. If it is false, the socketengine
+ * inserts a writeable socket. The derived class should never
+ * change the value this function returns without first
+ * deleting the socket from the socket engine. The only
+ * requirement beyond this for an event handler is that it
+ * must have a file descriptor. What this file descriptor
+ * is actually attached to is completely up to you.
+ */
+class CoreExport EventHandler : public classbase
+{
+ private:
+       /** Private state maintained by socket engine */
+       int event_mask;
+
+       void SetEventMask(int mask) { event_mask = mask; }
+
+ protected:
+       /** File descriptor.
+        * All events which can be handled must have a file descriptor.  This
+        * allows you to add events for sockets, fifo's, pipes, and various
+        * other forms of IPC.  Do not change this while the object is
+        * registered with the SocketEngine
+        */
+       int fd;
+ public:
+       /** Get the current file descriptor
+        * @return The file descriptor of this handler
+        */
+       inline int GetFd() const { return fd; }
+
+       inline int GetEventMask() const { return event_mask; }
+
+       /** Set a new file desciptor
+        * @param FD The new file descriptor. Do not call this method without
+        * first deleting the object from the SocketEngine if you have
+        * added it to a SocketEngine instance.
+        */
+       void SetFd(int FD);
+
+       /** Constructor
+        */
+       EventHandler();
+
+       /** Destructor
+        */
+       virtual ~EventHandler() {}
+
+       /** Process an I/O event.
+        * You MUST implement this function in your derived
+        * class, and it will be called whenever read or write
+        * events are received.
+        * @param et either one of EVENT_READ for read events,
+        * EVENT_WRITE for write events and EVENT_ERROR for
+        * error events.
+        * @param errornum The error code which goes with an EVENT_ERROR.
+        */
+       virtual void HandleEvent(EventType et, int errornum = 0) = 0;
+
+       friend class SocketEngine;
+};
+
+/** Provides basic file-descriptor-based I/O support.
  * The actual socketengine class presents the
  * same interface on all operating systems, but
  * its private members and internal behaviour
@@ -65,88 +231,331 @@ const char X_READBIT            = 0x80;
  * have to be aware of which SocketEngine derived
  * class they are using.
  */
-class SocketEngine : public Extensible
+class CoreExport SocketEngine
 {
-protected:
-       int EngineHandle;                       /* Handle to the socket engine if needed */
-       int CurrentSetSize;                     /* Current number of descriptors in the engine */
-       char ref[MAX_DESCRIPTORS];              /* Reference table */
-public:
+ public:
+       /** Socket engine statistics: count of various events, bandwidth usage
+        */
+       class Statistics
+       {
+               mutable size_t indata;
+               mutable size_t outdata;
+               mutable time_t lastempty;
 
-       /** Constructor
+               /** Reset the byte counters and lastempty if there wasn't a reset in this second.
+                */
+               void CheckFlush() const;
+
+        public:
+               /** Constructor, initializes member vars except indata and outdata because those are set to 0
+                * in CheckFlush() the first time Update() or GetBandwidth() is called.
+                */
+               Statistics() : lastempty(0), TotalEvents(0), ReadEvents(0), WriteEvents(0), ErrorEvents(0) { }
+
+               /** Increase the counters for bytes sent/received in this second.
+                * @param len_in Bytes received, 0 if updating number of bytes written.
+                * @param len_out Bytes sent, 0 if updating number of bytes read.
+                */
+               void Update(size_t len_in, size_t len_out);
+
+               /** Get data transfer statistics.
+                * @param kbitspersec_in Filled with incoming traffic in this second in kbit/s.
+                * @param kbitspersec_out Filled with outgoing traffic in this second in kbit/s.
+                * @param kbitspersec_total Filled with total traffic in this second in kbit/s.
+                */
+               void CoreExport GetBandwidth(float& kbitpersec_in, float& kbitpersec_out, float& kbitpersec_total) const;
+
+               unsigned long TotalEvents;
+               unsigned long ReadEvents;
+               unsigned long WriteEvents;
+               unsigned long ErrorEvents;
+       };
+
+ private:
+       /** Reference table, contains all current handlers
+        **/
+       static std::vector<EventHandler*> ref;
+
+ protected:
+       /** Current number of descriptors in the engine
+        */
+       static size_t CurrentSetSize;
+       /** List of handlers that want a trial read/write
+        */
+       static std::set<int> trials;
+
+       static int MAX_DESCRIPTORS;
+
+       /** Socket engine statistics: count of various events, bandwidth usage
+        */
+       static Statistics stats;
+
+       static void OnSetEvent(EventHandler* eh, int old_mask, int new_mask);
+
+       /** Add an event handler to the base socket engine. AddFd(EventHandler*, int) should call this.
+        */
+       static bool AddFdRef(EventHandler* eh);
+
+       static void DelFdRef(EventHandler* eh);
+
+       template <typename T>
+       static void ResizeDouble(std::vector<T>& vect)
+       {
+               if (SocketEngine::CurrentSetSize > vect.size())
+                       vect.resize(vect.size() * 2);
+       }
+
+public:
+       /** Constructor.
         * The constructor transparently initializes
         * the socket engine which the ircd is using.
         * Please note that if there is a catastrophic
         * failure (for example, you try and enable
         * epoll on a 2.4 linux kernel) then this
         * function may bail back to the shell.
+        * @return void, but it is acceptable for this function to bail back to
+        * the shell or operating system on fatal error.
         */
-       SocketEngine();
+       static void Init();
 
-       /** Destructor
+       /** Destructor.
         * The destructor transparently tidies up
         * any resources used by the socket engine.
         */
-       virtual ~SocketEngine();
+       static void Deinit();
 
-       /** Add a file descriptor to the engine
-        * Use AddFd to add a file descriptor to the
-        * engine and have the socket engine monitor
-        * it. You must provide a type (see the consts
-        * in socketengine.h) and a boolean flag to
-        * indicate wether to watch this fd for read
-        * or write events (there is currently no
-        * need for support of both).
+       /** Add an EventHandler object to the engine.  Use AddFd to add a file
+        * descriptor to the engine and have the socket engine monitor it. You
+        * must provide an object derived from EventHandler which implements
+        * HandleEvent().
+        * @param eh An event handling object to add
+        * @param event_mask The initial event mask for the object
         */
-       virtual bool AddFd(int fd, bool readable, char type);
+       static bool AddFd(EventHandler* eh, int event_mask);
 
-       /** Returns the type value for this file descriptor
-        * This function masks off the X_READBIT value
-        * so that the type of the socket can be obtained.
-        * The core uses this to decide where to dispatch
-        * the event to. Please note that some engines
-        * such as select() have an upper limit of 1024
-        * descriptors which may be active at any one time,
-        * where others such as kqueue have no practical
-        * limits at all.
+       /** If you call this function and pass it an
+        * event handler, that event handler will
+        * receive the next available write event,
+        * even if the socket is a readable socket only.
+        * Developers should avoid constantly keeping
+        * an eventhandler in the writeable state,
+        * as this will consume large amounts of
+        * CPU time.
+        * @param eh The event handler to change
+        * @param event_mask The changes to make to the wait state
         */
-       char GetType(int fd);
+       static void ChangeEventMask(EventHandler* eh, int event_mask);
 
-       /** Returns the maximum number of file descriptors
-        * you may store in the socket engine at any one time.
+       /** Returns the highest file descriptor you may store in the socket engine
+        * @return The maximum fd value
         */
-       virtual int GetMaxFds();
+       static int GetMaxFds() { return MAX_DESCRIPTORS; }
 
-       /** Returns the number of file descriptor slots
-        * which are available for storing fds.
+       /** Returns the number of file descriptors being queried
+        * @return The set size
         */
-       virtual int GetRemainingFds();
+       static size_t GetUsedFds() { return CurrentSetSize; }
 
-       /** Delete a file descriptor from the engine
-        * This function call deletes a file descriptor
+       /** Delete an event handler from the engine.
+        * This function call deletes an EventHandler
         * from the engine, returning true if it succeeded
-        * and false if it failed.
+        * and false if it failed. This does not free the
+        * EventHandler pointer using delete, if this is
+        * required you must do this yourself.
+        * @param eh The event handler object to remove
+        */
+       static void DelFd(EventHandler* eh);
+
+       /** Returns true if a file descriptor exists in
+        * the socket engine's list.
+        * @param fd The event handler to look for
+        * @return True if this fd has an event handler
+        */
+       static bool HasFd(int fd);
+
+       /** Returns the EventHandler attached to a specific fd.
+        * If the fd isnt in the socketengine, returns NULL.
+        * @param fd The event handler to look for
+        * @return A pointer to the event handler, or NULL
+        */
+       static EventHandler* GetRef(int fd);
+
+       /** Waits for events and dispatches them to handlers.  Please note that
+        * this doesn't wait long, only a couple of milliseconds. It returns the
+        * number of events which occurred during this call.  This method will
+        * dispatch events to their handlers by calling their
+        * EventHandler::HandleEvent() methods with the necessary EventType
+        * value.
+        * @return The number of events which have occured.
+        */
+       static int DispatchEvents();
+
+       /** Dispatch trial reads and writes. This causes the actual socket I/O
+        * to happen when writes have been pre-buffered.
+        */
+       static void DispatchTrialWrites();
+
+       /** Returns true if the file descriptors in the given event handler are
+        * within sensible ranges which can be handled by the socket engine.
+        */
+       static bool BoundsCheckFd(EventHandler* eh);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets accept(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param addr The client IP address and port
+        * @param addrlen The size of the sockaddr parameter.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Accept(EventHandler* fd, sockaddr *addr, socklen_t *addrlen);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets close(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Close(EventHandler* fd);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets close(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Close(int fd);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets send(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param buf The buffer in which the data that is sent is stored.
+        * @param len The size of the buffer.
+        * @param flags A flag value that controls the sending of the data.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
         */
-       virtual bool DelFd(int fd);
+       static int Send(EventHandler* fd, const void *buf, size_t len, int flags);
 
-       /** Returns true if a socket exists in the socket
-        * engine's list.
+       /** Abstraction for BSD sockets recv(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param buf The buffer in which the data that is read is stored.
+        * @param len The size of the buffer.
+        * @param flags A flag value that controls the reception of the data.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
         */
-       bool HasFd(int fd);
+       static int Recv(EventHandler* fd, void *buf, size_t len, int flags);
 
-       /** Waits for an event.
-        * Please note that this doesnt wait long, only
-        * a couple of milliseconds. It returns a list
-        * of active file descriptors in the vector
-        * fdlist which the core may then act upon.
+       /** Abstraction for BSD sockets recvfrom(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param buf The buffer in which the data that is read is stored.
+        * @param len The size of the buffer.
+        * @param flags A flag value that controls the reception of the data.
+        * @param from The remote IP address and port.
+        * @param fromlen The size of the from parameter.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
         */
-       virtual int Wait(int* fdlist);
+       static int RecvFrom(EventHandler* fd, void *buf, size_t len, int flags, sockaddr *from, socklen_t *fromlen);
 
-       /** Returns the socket engines name
-        * This returns the name of the engine for use
-        * in /VERSION responses.
+       /** Abstraction for BSD sockets sendto(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param buf The buffer in which the data that is sent is stored.
+        * @param len The size of the buffer.
+        * @param flags A flag value that controls the sending of the data.
+        * @param to The remote IP address and port.
+        * @param tolen The size of the to parameter.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
         */
-       virtual std::string GetName();
+       static int SendTo(EventHandler* fd, const void *buf, size_t len, int flags, const sockaddr *to, socklen_t tolen);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets connect(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param serv_addr The server IP address and port.
+        * @param addrlen The size of the sockaddr parameter.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Connect(EventHandler* fd, const sockaddr *serv_addr, socklen_t addrlen);
+
+       /** Make a file descriptor blocking.
+        * @param fd a file descriptor to set to blocking mode
+        * @return 0 on success, -1 on failure, errno is set appropriately.
+        */
+       static int Blocking(int fd);
+
+       /** Make a file descriptor nonblocking.
+        * @param fd A file descriptor to set to nonblocking mode
+        * @return 0 on success, -1 on failure, errno is set appropriately.
+        */
+       static int NonBlocking(int fd);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets shutdown(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @param fd This version of the call takes an EventHandler instead of a bare file descriptor.
+        * @param how What part of the socket to shut down
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Shutdown(EventHandler* fd, int how);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets shutdown(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Shutdown(int fd, int how);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets bind(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Bind(int fd, const irc::sockets::sockaddrs& addr);
+
+       /** Abstraction for BSD sockets listen(2).
+        * This function should emulate its namesake system call exactly.
+        * @return This method should return exactly the same values as the system call it emulates.
+        */
+       static int Listen(int sockfd, int backlog);
+
+       /** Set SO_REUSEADDR and SO_LINGER on this file descriptor
+        */
+       static void SetReuse(int sockfd);
+
+       /** This function is called immediately after fork().
+        * Some socket engines (notably kqueue) cannot have their
+        * handles inherited by forked processes. This method
+        * allows for the socket engine to re-create its handle
+        * after the daemon forks as the socket engine is created
+        * long BEFORE the daemon forks.
+        * @return void, but it is acceptable for this function to bail back to
+        * the shell or operating system on fatal error.
+        */
+       static void RecoverFromFork();
+
+       /** Get data transfer and event statistics
+        */
+       static const Statistics& GetStats() { return stats; }
+
+       /** Should we ignore the error in errno?
+        * Checks EAGAIN and WSAEWOULDBLOCK
+        */
+       static bool IgnoreError();
+
+       /** Return the last socket related error. strrerror(errno) on *nix
+        */
+       static std::string LastError();
+
+       /** Returns the error for the given error num, strerror(errnum) on *nix
+        */
+       static std::string GetError(int errnum);
 };
 
+inline bool SocketEngine::IgnoreError()
+{
+       if ((errno == EAGAIN) || (errno == EWOULDBLOCK))
+               return true;
+
+#ifdef _WIN32
+       if (WSAGetLastError() == WSAEWOULDBLOCK)
+               return true;
 #endif
+
+       return false;
+}