Upstream version 5.34.104.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / base / message_loop / message_pump_win.h
1 // Copyright (c) 2012 The Chromium Authors. All rights reserved.
2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
3 // found in the LICENSE file.
4
5 #ifndef BASE_MESSAGE_LOOP_MESSAGE_PUMP_WIN_H_
6 #define BASE_MESSAGE_LOOP_MESSAGE_PUMP_WIN_H_
7
8 #include <windows.h>
9
10 #include <list>
11
12 #include "base/base_export.h"
13 #include "base/basictypes.h"
14 #include "base/message_loop/message_pump.h"
15 #include "base/message_loop/message_pump_dispatcher.h"
16 #include "base/message_loop/message_pump_observer.h"
17 #include "base/observer_list.h"
18 #include "base/time/time.h"
19 #include "base/win/scoped_handle.h"
20
21 namespace base {
22
23 // MessagePumpWin serves as the base for specialized versions of the MessagePump
24 // for Windows. It provides basic functionality like handling of observers and
25 // controlling the lifetime of the message pump.
26 class BASE_EXPORT MessagePumpWin : public MessagePump {
27  public:
28   MessagePumpWin() : have_work_(0), state_(NULL) {}
29   virtual ~MessagePumpWin() {}
30
31   // Add an Observer, which will start receiving notifications immediately.
32   void AddObserver(MessagePumpObserver* observer);
33
34   // Remove an Observer.  It is safe to call this method while an Observer is
35   // receiving a notification callback.
36   void RemoveObserver(MessagePumpObserver* observer);
37
38   // Give a chance to code processing additional messages to notify the
39   // message loop observers that another message has been processed.
40   void WillProcessMessage(const MSG& msg);
41   void DidProcessMessage(const MSG& msg);
42
43   // Like MessagePump::Run, but MSG objects are routed through dispatcher.
44   void RunWithDispatcher(Delegate* delegate, MessagePumpDispatcher* dispatcher);
45
46   // MessagePump methods:
47   virtual void Run(Delegate* delegate) { RunWithDispatcher(delegate, NULL); }
48   virtual void Quit();
49
50  protected:
51   struct RunState {
52     Delegate* delegate;
53     MessagePumpDispatcher* dispatcher;
54
55     // Used to flag that the current Run() invocation should return ASAP.
56     bool should_quit;
57
58     // Used to count how many Run() invocations are on the stack.
59     int run_depth;
60   };
61
62   virtual void DoRunLoop() = 0;
63   int GetCurrentDelay() const;
64
65   ObserverList<MessagePumpObserver> observers_;
66
67   // The time at which delayed work should run.
68   TimeTicks delayed_work_time_;
69
70   // A boolean value used to indicate if there is a kMsgDoWork message pending
71   // in the Windows Message queue.  There is at most one such message, and it
72   // can drive execution of tasks when a native message pump is running.
73   LONG have_work_;
74
75   // State for the current invocation of Run.
76   RunState* state_;
77 };
78
79 //-----------------------------------------------------------------------------
80 // MessagePumpForUI extends MessagePumpWin with methods that are particular to a
81 // MessageLoop instantiated with TYPE_UI.
82 //
83 // MessagePumpForUI implements a "traditional" Windows message pump. It contains
84 // a nearly infinite loop that peeks out messages, and then dispatches them.
85 // Intermixed with those peeks are callouts to DoWork for pending tasks, and
86 // DoDelayedWork for pending timers. When there are no events to be serviced,
87 // this pump goes into a wait state. In most cases, this message pump handles
88 // all processing.
89 //
90 // However, when a task, or windows event, invokes on the stack a native dialog
91 // box or such, that window typically provides a bare bones (native?) message
92 // pump.  That bare-bones message pump generally supports little more than a
93 // peek of the Windows message queue, followed by a dispatch of the peeked
94 // message.  MessageLoop extends that bare-bones message pump to also service
95 // Tasks, at the cost of some complexity.
96 //
97 // The basic structure of the extension (refered to as a sub-pump) is that a
98 // special message, kMsgHaveWork, is repeatedly injected into the Windows
99 // Message queue.  Each time the kMsgHaveWork message is peeked, checks are
100 // made for an extended set of events, including the availability of Tasks to
101 // run.
102 //
103 // After running a task, the special message kMsgHaveWork is again posted to
104 // the Windows Message queue, ensuring a future time slice for processing a
105 // future event.  To prevent flooding the Windows Message queue, care is taken
106 // to be sure that at most one kMsgHaveWork message is EVER pending in the
107 // Window's Message queue.
108 //
109 // There are a few additional complexities in this system where, when there are
110 // no Tasks to run, this otherwise infinite stream of messages which drives the
111 // sub-pump is halted.  The pump is automatically re-started when Tasks are
112 // queued.
113 //
114 // A second complexity is that the presence of this stream of posted tasks may
115 // prevent a bare-bones message pump from ever peeking a WM_PAINT or WM_TIMER.
116 // Such paint and timer events always give priority to a posted message, such as
117 // kMsgHaveWork messages.  As a result, care is taken to do some peeking in
118 // between the posting of each kMsgHaveWork message (i.e., after kMsgHaveWork
119 // is peeked, and before a replacement kMsgHaveWork is posted).
120 //
121 // NOTE: Although it may seem odd that messages are used to start and stop this
122 // flow (as opposed to signaling objects, etc.), it should be understood that
123 // the native message pump will *only* respond to messages.  As a result, it is
124 // an excellent choice.  It is also helpful that the starter messages that are
125 // placed in the queue when new task arrive also awakens DoRunLoop.
126 //
127 class BASE_EXPORT MessagePumpForUI : public MessagePumpWin {
128  public:
129   // The application-defined code passed to the hook procedure.
130   static const int kMessageFilterCode = 0x5001;
131
132   MessagePumpForUI();
133   virtual ~MessagePumpForUI();
134
135   // MessagePump methods:
136   virtual void ScheduleWork();
137   virtual void ScheduleDelayedWork(const TimeTicks& delayed_work_time);
138
139  private:
140   static LRESULT CALLBACK WndProcThunk(HWND window_handle,
141                                        UINT message,
142                                        WPARAM wparam,
143                                        LPARAM lparam);
144   virtual void DoRunLoop();
145   void InitMessageWnd();
146   void WaitForWork();
147   void HandleWorkMessage();
148   void HandleTimerMessage();
149   bool ProcessNextWindowsMessage();
150   bool ProcessMessageHelper(const MSG& msg);
151   bool ProcessPumpReplacementMessage();
152
153   // Atom representing the registered window class.
154   ATOM atom_;
155
156   // A hidden message-only window.
157   HWND message_hwnd_;
158 };
159
160 //-----------------------------------------------------------------------------
161 // MessagePumpForIO extends MessagePumpWin with methods that are particular to a
162 // MessageLoop instantiated with TYPE_IO. This version of MessagePump does not
163 // deal with Windows mesagges, and instead has a Run loop based on Completion
164 // Ports so it is better suited for IO operations.
165 //
166 class BASE_EXPORT MessagePumpForIO : public MessagePumpWin {
167  public:
168   struct IOContext;
169
170   // Clients interested in receiving OS notifications when asynchronous IO
171   // operations complete should implement this interface and register themselves
172   // with the message pump.
173   //
174   // Typical use #1:
175   //   // Use only when there are no user's buffers involved on the actual IO,
176   //   // so that all the cleanup can be done by the message pump.
177   //   class MyFile : public IOHandler {
178   //     MyFile() {
179   //       ...
180   //       context_ = new IOContext;
181   //       context_->handler = this;
182   //       message_pump->RegisterIOHandler(file_, this);
183   //     }
184   //     ~MyFile() {
185   //       if (pending_) {
186   //         // By setting the handler to NULL, we're asking for this context
187   //         // to be deleted when received, without calling back to us.
188   //         context_->handler = NULL;
189   //       } else {
190   //         delete context_;
191   //      }
192   //     }
193   //     virtual void OnIOCompleted(IOContext* context, DWORD bytes_transfered,
194   //                                DWORD error) {
195   //         pending_ = false;
196   //     }
197   //     void DoSomeIo() {
198   //       ...
199   //       // The only buffer required for this operation is the overlapped
200   //       // structure.
201   //       ConnectNamedPipe(file_, &context_->overlapped);
202   //       pending_ = true;
203   //     }
204   //     bool pending_;
205   //     IOContext* context_;
206   //     HANDLE file_;
207   //   };
208   //
209   // Typical use #2:
210   //   class MyFile : public IOHandler {
211   //     MyFile() {
212   //       ...
213   //       message_pump->RegisterIOHandler(file_, this);
214   //     }
215   //     // Plus some code to make sure that this destructor is not called
216   //     // while there are pending IO operations.
217   //     ~MyFile() {
218   //     }
219   //     virtual void OnIOCompleted(IOContext* context, DWORD bytes_transfered,
220   //                                DWORD error) {
221   //       ...
222   //       delete context;
223   //     }
224   //     void DoSomeIo() {
225   //       ...
226   //       IOContext* context = new IOContext;
227   //       // This is not used for anything. It just prevents the context from
228   //       // being considered "abandoned".
229   //       context->handler = this;
230   //       ReadFile(file_, buffer, num_bytes, &read, &context->overlapped);
231   //     }
232   //     HANDLE file_;
233   //   };
234   //
235   // Typical use #3:
236   // Same as the previous example, except that in order to deal with the
237   // requirement stated for the destructor, the class calls WaitForIOCompletion
238   // from the destructor to block until all IO finishes.
239   //     ~MyFile() {
240   //       while(pending_)
241   //         message_pump->WaitForIOCompletion(INFINITE, this);
242   //     }
243   //
244   class IOHandler {
245    public:
246     virtual ~IOHandler() {}
247     // This will be called once the pending IO operation associated with
248     // |context| completes. |error| is the Win32 error code of the IO operation
249     // (ERROR_SUCCESS if there was no error). |bytes_transfered| will be zero
250     // on error.
251     virtual void OnIOCompleted(IOContext* context, DWORD bytes_transfered,
252                                DWORD error) = 0;
253   };
254
255   // An IOObserver is an object that receives IO notifications from the
256   // MessagePump.
257   //
258   // NOTE: An IOObserver implementation should be extremely fast!
259   class IOObserver {
260    public:
261     IOObserver() {}
262
263     virtual void WillProcessIOEvent() = 0;
264     virtual void DidProcessIOEvent() = 0;
265
266    protected:
267     virtual ~IOObserver() {}
268   };
269
270   // The extended context that should be used as the base structure on every
271   // overlapped IO operation. |handler| must be set to the registered IOHandler
272   // for the given file when the operation is started, and it can be set to NULL
273   // before the operation completes to indicate that the handler should not be
274   // called anymore, and instead, the IOContext should be deleted when the OS
275   // notifies the completion of this operation. Please remember that any buffers
276   // involved with an IO operation should be around until the callback is
277   // received, so this technique can only be used for IO that do not involve
278   // additional buffers (other than the overlapped structure itself).
279   struct IOContext {
280     OVERLAPPED overlapped;
281     IOHandler* handler;
282   };
283
284   MessagePumpForIO();
285   virtual ~MessagePumpForIO() {}
286
287   // MessagePump methods:
288   virtual void ScheduleWork();
289   virtual void ScheduleDelayedWork(const TimeTicks& delayed_work_time);
290
291   // Register the handler to be used when asynchronous IO for the given file
292   // completes. The registration persists as long as |file_handle| is valid, so
293   // |handler| must be valid as long as there is pending IO for the given file.
294   void RegisterIOHandler(HANDLE file_handle, IOHandler* handler);
295
296   // Register the handler to be used to process job events. The registration
297   // persists as long as the job object is live, so |handler| must be valid
298   // until the job object is destroyed. Returns true if the registration
299   // succeeded, and false otherwise.
300   bool RegisterJobObject(HANDLE job_handle, IOHandler* handler);
301
302   // Waits for the next IO completion that should be processed by |filter|, for
303   // up to |timeout| milliseconds. Return true if any IO operation completed,
304   // regardless of the involved handler, and false if the timeout expired. If
305   // the completion port received any message and the involved IO handler
306   // matches |filter|, the callback is called before returning from this code;
307   // if the handler is not the one that we are looking for, the callback will
308   // be postponed for another time, so reentrancy problems can be avoided.
309   // External use of this method should be reserved for the rare case when the
310   // caller is willing to allow pausing regular task dispatching on this thread.
311   bool WaitForIOCompletion(DWORD timeout, IOHandler* filter);
312
313   void AddIOObserver(IOObserver* obs);
314   void RemoveIOObserver(IOObserver* obs);
315
316  private:
317   struct IOItem {
318     IOHandler* handler;
319     IOContext* context;
320     DWORD bytes_transfered;
321     DWORD error;
322
323     // In some cases |context| can be a non-pointer value casted to a pointer.
324     // |has_valid_io_context| is true if |context| is a valid IOContext
325     // pointer, and false otherwise.
326     bool has_valid_io_context;
327   };
328
329   virtual void DoRunLoop();
330   void WaitForWork();
331   bool MatchCompletedIOItem(IOHandler* filter, IOItem* item);
332   bool GetIOItem(DWORD timeout, IOItem* item);
333   bool ProcessInternalIOItem(const IOItem& item);
334   void WillProcessIOEvent();
335   void DidProcessIOEvent();
336
337   // Converts an IOHandler pointer to a completion port key.
338   // |has_valid_io_context| specifies whether completion packets posted to
339   // |handler| will have valid OVERLAPPED pointers.
340   static ULONG_PTR HandlerToKey(IOHandler* handler, bool has_valid_io_context);
341
342   // Converts a completion port key to an IOHandler pointer.
343   static IOHandler* KeyToHandler(ULONG_PTR key, bool* has_valid_io_context);
344
345   // The completion port associated with this thread.
346   win::ScopedHandle port_;
347   // This list will be empty almost always. It stores IO completions that have
348   // not been delivered yet because somebody was doing cleanup.
349   std::list<IOItem> completed_io_;
350
351   ObserverList<IOObserver> io_observers_;
352 };
353
354 }  // namespace base
355
356 #endif  // BASE_MESSAGE_LOOP_MESSAGE_PUMP_WIN_H_