curl tool: renaming hugehelp files to tool_hugehelp
[platform/upstream/curl.git] / docs / INTERNALS
1                                   _   _ ____  _
2                               ___| | | |  _ \| |
3                              / __| | | | |_) | |
4                             | (__| |_| |  _ <| |___
5                              \___|\___/|_| \_\_____|
6
7 INTERNALS
8
9  The project is split in two. The library and the client. The client part uses
10  the library, but the library is designed to allow other applications to use
11  it.
12
13  The largest amount of code and complexity is in the library part.
14
15 GIT
16 ===
17  All changes to the sources are committed to the git repository as soon as
18  they're somewhat verified to work. Changes shall be committed as independently
19  as possible so that individual changes can be easier spotted and tracked
20  afterwards.
21
22  Tagging shall be used extensively, and by the time we release new archives we
23  should tag the sources with a name similar to the released version number.
24
25 Portability
26 ===========
27
28  We write curl and libcurl to compile with C89 compilers.  On 32bit and up
29  machines. Most of libcurl assumes more or less POSIX compliance but that's
30  not a requirement.
31
32  We write libcurl to build and work with lots of third party tools, and we
33  want it to remain functional and buildable with these and later versions
34  (older versions may still work but is not what we work hard to maintain):
35
36  OpenSSL      0.9.6
37  GnuTLS       1.2
38  zlib         1.1.4
39  libssh2      0.16
40  c-ares       1.6.0
41  libidn       0.4.1
42  cyassl       2.0.0
43  openldap     2.0
44  MIT krb5 lib 1.2.4
45  qsossl       V5R2M0
46  NSS          3.12.x
47  axTLS        1.2.7
48  Heimdal      ?
49
50  * = only partly functional, but that's due to bugs in the third party lib, not
51      because of libcurl code
52
53  On systems where configure runs, we aim at working on them all - if they have
54  a suitable C compiler. On systems that don't run configure, we strive to keep
55  curl running fine on:
56
57  Windows      98
58  AS/400       V5R2M0
59  Symbian      9.1
60  Windows CE   ?
61  TPF          ?
62
63  When writing code (mostly for generating stuff included in release tarballs)
64  we use a few "build tools" and we make sure that we remain functional with
65  these versions:
66
67  GNU Libtool  1.4.2
68  GNU Autoconf 2.57
69  GNU Automake 1.7 (we currently avoid 1.10 due to Solaris-related bugs)
70  GNU M4       1.4
71  perl         5.004
72  roffit       0.5
73  groff        ? (any version that supports "groff -Tps -man [in] [out]")
74  ps2pdf (gs)  ?
75
76 Windows vs Unix
77 ===============
78
79  There are a few differences in how to program curl the unix way compared to
80  the Windows way. The four perhaps most notable details are:
81
82  1. Different function names for socket operations.
83
84    In curl, this is solved with defines and macros, so that the source looks
85    the same at all places except for the header file that defines them. The
86    macros in use are sclose(), sread() and swrite().
87
88  2. Windows requires a couple of init calls for the socket stuff.
89
90    That's taken care of by the curl_global_init() call, but if other libs also
91    do it etc there might be reasons for applications to alter that behaviour.
92
93  3. The file descriptors for network communication and file operations are
94     not easily interchangeable as in unix.
95
96    We avoid this by not trying any funny tricks on file descriptors.
97
98  4. When writing data to stdout, Windows makes end-of-lines the DOS way, thus
99     destroying binary data, although you do want that conversion if it is
100     text coming through... (sigh)
101
102    We set stdout to binary under windows
103
104  Inside the source code, We make an effort to avoid '#ifdef [Your OS]'. All
105  conditionals that deal with features *should* instead be in the format
106  '#ifdef HAVE_THAT_WEIRD_FUNCTION'. Since Windows can't run configure scripts,
107  we maintain a curl_config-win32.h file in lib directory that is supposed to
108  look exactly as a curl_config.h file would have looked like on a Windows
109  machine!
110
111  Generally speaking: always remember that this will be compiled on dozens of
112  operating systems. Don't walk on the edge.
113
114 Library
115 =======
116
117  There are plenty of entry points to the library, namely each publicly defined
118  function that libcurl offers to applications. All of those functions are
119  rather small and easy-to-follow. All the ones prefixed with 'curl_easy' are
120  put in the lib/easy.c file.
121
122  curl_global_init_() and curl_global_cleanup() should be called by the
123  application to initialize and clean up global stuff in the library. As of
124  today, it can handle the global SSL initing if SSL is enabled and it can init
125  the socket layer on windows machines. libcurl itself has no "global" scope.
126
127  All printf()-style functions use the supplied clones in lib/mprintf.c. This
128  makes sure we stay absolutely platform independent.
129
130  curl_easy_init() allocates an internal struct and makes some initializations.
131  The returned handle does not reveal internals. This is the 'SessionHandle'
132  struct which works as an "anchor" struct for all curl_easy functions. All
133  connections performed will get connect-specific data allocated that should be
134  used for things related to particular connections/requests.
135
136  curl_easy_setopt() takes three arguments, where the option stuff must be
137  passed in pairs: the parameter-ID and the parameter-value. The list of
138  options is documented in the man page. This function mainly sets things in
139  the 'SessionHandle' struct.
140
141  curl_easy_perform() does a whole lot of things:
142
143  It starts off in the lib/easy.c file by calling Curl_perform() and the main
144  work then continues in lib/url.c. The flow continues with a call to
145  Curl_connect() to connect to the remote site.
146
147  o Curl_connect()
148
149    ... analyzes the URL, it separates the different components and connects to
150    the remote host. This may involve using a proxy and/or using SSL. The
151    Curl_resolv() function in lib/hostip.c is used for looking up host names
152    (it does then use the proper underlying method, which may vary between
153    platforms and builds).
154
155    When Curl_connect is done, we are connected to the remote site. Then it is
156    time to tell the server to get a document/file. Curl_do() arranges this.
157
158    This function makes sure there's an allocated and initiated 'connectdata'
159    struct that is used for this particular connection only (although there may
160    be several requests performed on the same connect). A bunch of things are
161    inited/inherited from the SessionHandle struct.
162
163  o Curl_do()
164
165    Curl_do() makes sure the proper protocol-specific function is called. The
166    functions are named after the protocols they handle. Curl_ftp(),
167    Curl_http(), Curl_dict(), etc. They all reside in their respective files
168    (ftp.c, http.c and dict.c). HTTPS is handled by Curl_http() and FTPS by
169    Curl_ftp().
170
171    The protocol-specific functions of course deal with protocol-specific
172    negotiations and setup. They have access to the Curl_sendf() (from
173    lib/sendf.c) function to send printf-style formatted data to the remote
174    host and when they're ready to make the actual file transfer they call the
175    Curl_Transfer() function (in lib/transfer.c) to setup the transfer and
176    returns.
177
178    If this DO function fails and the connection is being re-used, libcurl will
179    then close this connection, setup a new connection and re-issue the DO
180    request on that. This is because there is no way to be perfectly sure that
181    we have discovered a dead connection before the DO function and thus we
182    might wrongly be re-using a connection that was closed by the remote peer.
183
184    Some time during the DO function, the Curl_setup_transfer() function must
185    be called with some basic info about the upcoming transfer: what socket(s)
186    to read/write and the expected file transfer sizes (if known).
187
188  o Transfer()
189
190    Curl_perform() then calls Transfer() in lib/transfer.c that performs the
191    entire file transfer.
192
193    During transfer, the progress functions in lib/progress.c are called at a
194    frequent interval (or at the user's choice, a specified callback might get
195    called). The speedcheck functions in lib/speedcheck.c are also used to
196    verify that the transfer is as fast as required.
197
198  o Curl_done()
199
200    Called after a transfer is done. This function takes care of everything
201    that has to be done after a transfer. This function attempts to leave
202    matters in a state so that Curl_do() should be possible to call again on
203    the same connection (in a persistent connection case). It might also soon
204    be closed with Curl_disconnect().
205
206  o Curl_disconnect()
207
208    When doing normal connections and transfers, no one ever tries to close any
209    connections so this is not normally called when curl_easy_perform() is
210    used. This function is only used when we are certain that no more transfers
211    is going to be made on the connection. It can be also closed by force, or
212    it can be called to make sure that libcurl doesn't keep too many
213    connections alive at the same time (there's a default amount of 5 but that
214    can be changed with the CURLOPT_MAXCONNECTS option).
215
216    This function cleans up all resources that are associated with a single
217    connection.
218
219  Curl_perform() is the function that does the main "connect - do - transfer -
220  done" loop. It loops if there's a Location: to follow.
221
222  When completed, the curl_easy_cleanup() should be called to free up used
223  resources. It runs Curl_disconnect() on all open connections.
224
225  A quick roundup on internal function sequences (many of these call
226  protocol-specific function-pointers):
227
228   Curl_connect - connects to a remote site and does initial connect fluff
229    This also checks for an existing connection to the requested site and uses
230    that one if it is possible.
231
232    Curl_do - starts a transfer
233     Curl_handler::do_it() - transfers data
234    Curl_done - ends a transfer
235
236   Curl_disconnect - disconnects from a remote site. This is called when the
237    disconnect is really requested, which doesn't necessarily have to be
238    exactly after curl_done in case we want to keep the connection open for
239    a while.
240
241  HTTP(S)
242
243  HTTP offers a lot and is the protocol in curl that uses the most lines of
244  code. There is a special file (lib/formdata.c) that offers all the multipart
245  post functions.
246
247  base64-functions for user+password stuff (and more) is in (lib/base64.c) and
248  all functions for parsing and sending cookies are found in (lib/cookie.c).
249
250  HTTPS uses in almost every means the same procedure as HTTP, with only two
251  exceptions: the connect procedure is different and the function used to read
252  or write from the socket is different, although the latter fact is hidden in
253  the source by the use of Curl_read() for reading and Curl_write() for writing
254  data to the remote server.
255
256  http_chunks.c contains functions that understands HTTP 1.1 chunked transfer
257  encoding.
258
259  An interesting detail with the HTTP(S) request, is the Curl_add_buffer()
260  series of functions we use. They append data to one single buffer, and when
261  the building is done the entire request is sent off in one single write. This
262  is done this way to overcome problems with flawed firewalls and lame servers.
263
264  FTP
265
266  The Curl_if2ip() function can be used for getting the IP number of a
267  specified network interface, and it resides in lib/if2ip.c.
268
269  Curl_ftpsendf() is used for sending FTP commands to the remote server. It was
270  made a separate function to prevent us programmers from forgetting that they
271  must be CRLF terminated. They must also be sent in one single write() to make
272  firewalls and similar happy.
273
274  Kerberos
275
276  The kerberos support is mainly in lib/krb4.c and lib/security.c.
277
278  TELNET
279
280  Telnet is implemented in lib/telnet.c.
281
282  FILE
283
284  The file:// protocol is dealt with in lib/file.c.
285
286  LDAP
287
288  Everything LDAP is in lib/ldap.c and lib/openldap.c
289
290  GENERAL
291
292  URL encoding and decoding, called escaping and unescaping in the source code,
293  is found in lib/escape.c.
294
295  While transferring data in Transfer() a few functions might get used.
296  curl_getdate() in lib/parsedate.c is for HTTP date comparisons (and more).
297
298  lib/getenv.c offers curl_getenv() which is for reading environment variables
299  in a neat platform independent way. That's used in the client, but also in
300  lib/url.c when checking the proxy environment variables. Note that contrary
301  to the normal unix getenv(), this returns an allocated buffer that must be
302  free()ed after use.
303
304  lib/netrc.c holds the .netrc parser
305
306  lib/timeval.c features replacement functions for systems that don't have
307  gettimeofday() and a few support functions for timeval conversions.
308
309  A function named curl_version() that returns the full curl version string is
310  found in lib/version.c.
311
312 Persistent Connections
313 ======================
314
315  The persistent connection support in libcurl requires some considerations on
316  how to do things inside of the library.
317
318  o The 'SessionHandle' struct returned in the curl_easy_init() call must never
319    hold connection-oriented data. It is meant to hold the root data as well as
320    all the options etc that the library-user may choose.
321  o The 'SessionHandle' struct holds the "connection cache" (an array of
322    pointers to 'connectdata' structs). There's one connectdata struct
323    allocated for each connection that libcurl knows about. Note that when you
324    use the multi interface, the multi handle will hold the connection cache
325    and not the particular easy handle. This of course to allow all easy handles
326    in a multi stack to be able to share and re-use connections.
327  o This enables the 'curl handle' to be reused on subsequent transfers.
328  o When we are about to perform a transfer with curl_easy_perform(), we first
329    check for an already existing connection in the cache that we can use,
330    otherwise we create a new one and add to the cache. If the cache is full
331    already when we add a new connection, we close one of the present ones. We
332    select which one to close dependent on the close policy that may have been
333    previously set.
334  o When the transfer operation is complete, we try to leave the connection
335    open. Particular options may tell us not to, and protocols may signal
336    closure on connections and then we don't keep it open of course.
337  o When curl_easy_cleanup() is called, we close all still opened connections,
338    unless of course the multi interface "owns" the connections.
339
340  You do realize that the curl handle must be re-used in order for the
341  persistent connections to work.
342
343 multi interface/non-blocking
344 ============================
345
346  We make an effort to provide a non-blocking interface to the library, the
347  multi interface. To make that interface work as good as possible, no
348  low-level functions within libcurl must be written to work in a blocking
349  manner.
350
351  One of the primary reasons we introduced c-ares support was to allow the name
352  resolve phase to be perfectly non-blocking as well.
353
354  The ultimate goal is to provide the easy interface simply by wrapping the
355  multi interface functions and thus treat everything internally as the multi
356  interface is the single interface we have.
357
358  The FTP and the SFTP/SCP protocols are thus perfect examples of how we adapt
359  and adjust the code to allow non-blocking operations even on multi-stage
360  protocols. They are built around state machines that return when they could
361  block waiting for data.  The DICT, LDAP and TELNET protocols are crappy
362  examples and they are subject for rewrite in the future to better fit the
363  libcurl protocol family.
364
365 SSL libraries
366 =============
367
368  Originally libcurl supported SSLeay for SSL/TLS transports, but that was then
369  extended to its successor OpenSSL but has since also been extended to several
370  other SSL/TLS libraries and we expect and hope to further extend the support
371  in future libcurl versions.
372
373  To deal with this internally in the best way possible, we have a generic SSL
374  function API as provided by the sslgen.[ch] system, and they are the only SSL
375  functions we must use from within libcurl. sslgen is then crafted to use the
376  appropriate lower-level function calls to whatever SSL library that is in
377  use.
378
379 Library Symbols
380 ===============
381
382  All symbols used internally in libcurl must use a 'Curl_' prefix if they're
383  used in more than a single file. Single-file symbols must be made static.
384  Public ("exported") symbols must use a 'curl_' prefix. (There are exceptions,
385  but they are to be changed to follow this pattern in future versions.) Public
386  API functions are marked with CURL_EXTERN in the public header files so that
387  all others can be hidden on platforms where this is possible.
388
389 Return Codes and Informationals
390 ===============================
391
392  I've made things simple. Almost every function in libcurl returns a CURLcode,
393  that must be CURLE_OK if everything is OK or otherwise a suitable error code
394  as the curl/curl.h include file defines. The very spot that detects an error
395  must use the Curl_failf() function to set the human-readable error
396  description.
397
398  In aiding the user to understand what's happening and to debug curl usage, we
399  must supply a fair amount of informational messages by using the Curl_infof()
400  function. Those messages are only displayed when the user explicitly asks for
401  them. They are best used when revealing information that isn't otherwise
402  obvious.
403
404 API/ABI
405 =======
406
407  We make an effort to not export or show internals or how internals work, as
408  that makes it easier to keep a solid API/ABI over time. See docs/libcurl/ABI
409  for our promise to users.
410
411 Client
412 ======
413
414  main() resides in src/main.c together with most of the client code.
415
416  src/tool_hugehelp.c is automatically generated by the mkhelp.pl perl script
417  to display the complete "manual" and the src/urlglob.c file holds the
418  functions used for the URL-"globbing" support. Globbing in the sense that
419  the {} and [] expansion stuff is there.
420
421  The client mostly messes around to setup its 'config' struct properly, then
422  it calls the curl_easy_*() functions of the library and when it gets back
423  control after the curl_easy_perform() it cleans up the library, checks status
424  and exits.
425
426  When the operation is done, the ourWriteOut() function in src/writeout.c may
427  be called to report about the operation. That function is using the
428  curl_easy_getinfo() function to extract useful information from the curl
429  session.
430
431  Recent versions may loop and do all this several times if many URLs were
432  specified on the command line or config file.
433
434 Memory Debugging
435 ================
436
437  The file lib/memdebug.c contains debug-versions of a few functions. Functions
438  such as malloc, free, fopen, fclose, etc that somehow deal with resources
439  that might give us problems if we "leak" them. The functions in the memdebug
440  system do nothing fancy, they do their normal function and then log
441  information about what they just did. The logged data can then be analyzed
442  after a complete session,
443
444  memanalyze.pl is the perl script present in tests/ that analyzes a log file
445  generated by the memory tracking system. It detects if resources are
446  allocated but never freed and other kinds of errors related to resource
447  management.
448
449  Internally, definition of preprocessor symbol DEBUGBUILD restricts code which
450  is only compiled for debug enabled builds. And symbol CURLDEBUG is used to
451  differentiate code which is _only_ used for memory tracking/debugging.
452
453  Use -DCURLDEBUG when compiling to enable memory debugging, this is also
454  switched on by running configure with --enable-curldebug. Use -DDEBUGBUILD
455  when compiling to enable a debug build or run configure with --enable-debug.
456
457  curl --version will list 'Debug' feature for debug enabled builds, and
458  will list 'TrackMemory' feature for curl debug memory tracking capable
459  builds. These features are independent and can be controlled when running
460  the configure script. When --enable-debug is given both features will be
461  enabled, unless some restriction prevents memory tracking from being used.
462
463 Test Suite
464 ==========
465
466  The test suite is placed in its own subdirectory directly off the root in the
467  curl archive tree, and it contains a bunch of scripts and a lot of test case
468  data.
469
470  The main test script is runtests.pl that will invoke test servers like
471  httpserver.pl and ftpserver.pl before all the test cases are performed. The
472  test suite currently only runs on unix-like platforms.
473
474  You'll find a description of the test suite in the tests/README file, and the
475  test case data files in the tests/FILEFORMAT file.
476
477  The test suite automatically detects if curl was built with the memory
478  debugging enabled, and if it was it will detect memory leaks, too.
479
480 Building Releases
481 =================
482
483  There's no magic to this. When you consider everything stable enough to be
484  released, do this:
485
486    1. Tag the source code accordingly.
487
488    2. run the 'maketgz' script (using 'make distcheck' will give you a pretty
489       good view on the status of the current sources). maketgz requires a
490       version number and creates the release archive. maketgz uses 'make dist'
491       for the actual archive building, why you need to fill in the Makefile.am
492       files properly for which files that should be included in the release
493       archives.
494
495    3. When that's complete, sign the output files.
496
497    4. Upload
498
499    5. Update web site and changelog on site
500
501    6. Send announcement to the mailing lists
502
503  NOTE: you must have curl checked out from git to be able to do a proper
504  release build. The release tarballs do not have everything setup in order to
505  do releases properly.