Upstream version 11.40.271.0
[platform/framework/web/crosswalk.git] / src / mojo / edk / system / raw_channel.h
1 // Copyright 2013 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 MOJO_EDK_SYSTEM_RAW_CHANNEL_H_
6 #define MOJO_EDK_SYSTEM_RAW_CHANNEL_H_
7
8 #include <deque>
9 #include <vector>
10
11 #include "base/macros.h"
12 #include "base/memory/scoped_ptr.h"
13 #include "base/memory/weak_ptr.h"
14 #include "base/synchronization/lock.h"
15 #include "mojo/edk/embedder/platform_handle_vector.h"
16 #include "mojo/edk/embedder/scoped_platform_handle.h"
17 #include "mojo/edk/system/constants.h"
18 #include "mojo/edk/system/message_in_transit.h"
19 #include "mojo/edk/system/system_impl_export.h"
20
21 namespace base {
22 class MessageLoopForIO;
23 }
24
25 namespace mojo {
26 namespace system {
27
28 // |RawChannel| is an interface and base class for objects that wrap an OS
29 // "pipe". It presents the following interface to users:
30 //  - Receives and dispatches messages on an I/O thread (running a
31 //    |MessageLoopForIO|.
32 //  - Provides a thread-safe way of writing messages (|WriteMessage()|);
33 //    writing/queueing messages will not block and is atomic from the point of
34 //    view of the caller. If necessary, messages are queued (to be written on
35 //    the aforementioned thread).
36 //
37 // OS-specific implementation subclasses are to be instantiated using the
38 // |Create()| static factory method.
39 //
40 // With the exception of |WriteMessage()|, this class is thread-unsafe (and in
41 // general its methods should only be used on the I/O thread, i.e., the thread
42 // on which |Init()| is called).
43 class MOJO_SYSTEM_IMPL_EXPORT RawChannel {
44  public:
45   virtual ~RawChannel();
46
47   // The |Delegate| is only accessed on the same thread as the message loop
48   // (passed in on creation).
49   class MOJO_SYSTEM_IMPL_EXPORT Delegate {
50    public:
51     enum Error {
52       // Failed read due to raw channel shutdown (e.g., on the other side).
53       ERROR_READ_SHUTDOWN,
54       // Failed read due to raw channel being broken (e.g., if the other side
55       // died without shutting down).
56       ERROR_READ_BROKEN,
57       // Received a bad message.
58       ERROR_READ_BAD_MESSAGE,
59       // Unknown read error.
60       ERROR_READ_UNKNOWN,
61       // Generic write error.
62       ERROR_WRITE
63     };
64
65     // Called when a message is read. This may call |Shutdown()| (on the
66     // |RawChannel|), but must not destroy it.
67     virtual void OnReadMessage(
68         const MessageInTransit::View& message_view,
69         embedder::ScopedPlatformHandleVectorPtr platform_handles) = 0;
70
71     // Called when there's a (fatal) error. This may call the raw channel's
72     // |Shutdown()|, but must not destroy it.
73     //
74     // For each raw channel, there'll be at most one |ERROR_READ_...| and at
75     // most one |ERROR_WRITE| notification. After |OnError(ERROR_READ_...)|,
76     // |OnReadMessage()| won't be called again.
77     virtual void OnError(Error error) = 0;
78
79    protected:
80     virtual ~Delegate() {}
81   };
82
83   // Static factory method. |handle| should be a handle to a
84   // (platform-appropriate) bidirectional communication channel (e.g., a socket
85   // on POSIX, a named pipe on Windows).
86   static scoped_ptr<RawChannel> Create(embedder::ScopedPlatformHandle handle);
87
88   // This must be called (on an I/O thread) before this object is used. Does
89   // *not* take ownership of |delegate|. Both the I/O thread and |delegate| must
90   // remain alive until |Shutdown()| is called (unless this fails); |delegate|
91   // will no longer be used after |Shutdown()|. Returns true on success. On
92   // failure, |Shutdown()| should *not* be called.
93   bool Init(Delegate* delegate);
94
95   // This must be called (on the I/O thread) before this object is destroyed.
96   void Shutdown();
97
98   // Writes the given message (or schedules it to be written). |message| must
99   // have no |Dispatcher|s still attached (i.e.,
100   // |SerializeAndCloseDispatchers()| should have been called). This method is
101   // thread-safe and may be called from any thread. Returns true on success.
102   bool WriteMessage(scoped_ptr<MessageInTransit> message);
103
104   // Returns true if the write buffer is empty (i.e., all messages written using
105   // |WriteMessage()| have actually been sent.
106   // TODO(vtl): We should really also notify our delegate when the write buffer
107   // becomes empty (or something like that).
108   bool IsWriteBufferEmpty();
109
110   // Returns the amount of space needed in the |MessageInTransit|'s
111   // |TransportData|'s "platform handle table" per platform handle (to be
112   // attached to a message). (This amount may be zero.)
113   virtual size_t GetSerializedPlatformHandleSize() const = 0;
114
115  protected:
116   // Result of I/O operations.
117   enum IOResult {
118     IO_SUCCEEDED,
119     // Failed due to a (probably) clean shutdown (e.g., of the other end).
120     IO_FAILED_SHUTDOWN,
121     // Failed due to the connection being broken (e.g., the other end dying).
122     IO_FAILED_BROKEN,
123     // Failed due to some other (unexpected) reason.
124     IO_FAILED_UNKNOWN,
125     IO_PENDING
126   };
127
128   class MOJO_SYSTEM_IMPL_EXPORT ReadBuffer {
129    public:
130     ReadBuffer();
131     ~ReadBuffer();
132
133     void GetBuffer(char** addr, size_t* size);
134
135    private:
136     friend class RawChannel;
137
138     // We store data from |[Schedule]Read()|s in |buffer_|. The start of
139     // |buffer_| is always aligned with a message boundary (we will copy memory
140     // to ensure this), but |buffer_| may be larger than the actual number of
141     // bytes we have.
142     std::vector<char> buffer_;
143     size_t num_valid_bytes_;
144
145     DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(ReadBuffer);
146   };
147
148   class MOJO_SYSTEM_IMPL_EXPORT WriteBuffer {
149    public:
150     struct Buffer {
151       const char* addr;
152       size_t size;
153     };
154
155     explicit WriteBuffer(size_t serialized_platform_handle_size);
156     ~WriteBuffer();
157
158     // Returns true if there are (more) platform handles to be sent (from the
159     // front of |message_queue_|).
160     bool HavePlatformHandlesToSend() const;
161     // Gets platform handles to be sent (from the front of |message_queue_|).
162     // This should only be called if |HavePlatformHandlesToSend()| returned
163     // true. There are two components to this: the actual |PlatformHandle|s
164     // (which should be closed once sent) and any additional serialization
165     // information (which will be embedded in the message's data; there are
166     // |GetSerializedPlatformHandleSize()| bytes per handle). Once all platform
167     // handles have been sent, the message data should be written next (see
168     // |GetBuffers()|).
169     void GetPlatformHandlesToSend(size_t* num_platform_handles,
170                                   embedder::PlatformHandle** platform_handles,
171                                   void** serialization_data);
172
173     // Gets buffers to be written. These buffers will always come from the front
174     // of |message_queue_|. Once they are completely written, the front
175     // |MessageInTransit| should be popped (and destroyed); this is done in
176     // |OnWriteCompletedNoLock()|.
177     void GetBuffers(std::vector<Buffer>* buffers) const;
178
179    private:
180     friend class RawChannel;
181
182     const size_t serialized_platform_handle_size_;
183
184     // TODO(vtl): When C++11 is available, switch this to a deque of
185     // |scoped_ptr|/|unique_ptr|s.
186     std::deque<MessageInTransit*> message_queue_;
187     // Platform handles are sent before the message data, but doing so may
188     // require several passes. |platform_handles_offset_| indicates the position
189     // in the first message's vector of platform handles to send next.
190     size_t platform_handles_offset_;
191     // The first message's data may have been partially sent. |data_offset_|
192     // indicates the position in the first message's data to start the next
193     // write.
194     size_t data_offset_;
195
196     DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(WriteBuffer);
197   };
198
199   RawChannel();
200
201   // |result| must not be |IO_PENDING|. Must be called on the I/O thread WITHOUT
202   // |write_lock_| held.
203   void OnReadCompleted(IOResult io_result, size_t bytes_read);
204   // |result| must not be |IO_PENDING|. Must be called on the I/O thread WITHOUT
205   // |write_lock_| held.
206   void OnWriteCompleted(IOResult io_result,
207                         size_t platform_handles_written,
208                         size_t bytes_written);
209
210   base::MessageLoopForIO* message_loop_for_io() { return message_loop_for_io_; }
211   base::Lock& write_lock() { return write_lock_; }
212
213   // Should only be called on the I/O thread.
214   ReadBuffer* read_buffer() { return read_buffer_.get(); }
215
216   // Only called under |write_lock_|.
217   WriteBuffer* write_buffer_no_lock() {
218     write_lock_.AssertAcquired();
219     return write_buffer_.get();
220   }
221
222   // Adds |message| to the write message queue. Implementation subclasses may
223   // override this to add any additional "control" messages needed. This is
224   // called (on any thread) with |write_lock_| held.
225   virtual void EnqueueMessageNoLock(scoped_ptr<MessageInTransit> message);
226
227   // Handles any control messages targeted to the |RawChannel| (or
228   // implementation subclass). Implementation subclasses may override this to
229   // handle any implementation-specific control messages, but should call
230   // |RawChannel::OnReadMessageForRawChannel()| for any remaining messages.
231   // Returns true on success and false on error (e.g., invalid control message).
232   // This is only called on the I/O thread.
233   virtual bool OnReadMessageForRawChannel(
234       const MessageInTransit::View& message_view);
235
236   // Reads into |read_buffer()|.
237   // This class guarantees that:
238   // - the area indicated by |GetBuffer()| will stay valid until read completion
239   //   (but please also see the comments for |OnShutdownNoLock()|);
240   // - a second read is not started if there is a pending read;
241   // - the method is called on the I/O thread WITHOUT |write_lock_| held.
242   //
243   // The implementing subclass must guarantee that:
244   // - |bytes_read| is untouched unless |Read()| returns |IO_SUCCEEDED|;
245   // - if the method returns |IO_PENDING|, |OnReadCompleted()| will be called on
246   //   the I/O thread to report the result, unless |Shutdown()| is called.
247   virtual IOResult Read(size_t* bytes_read) = 0;
248   // Similar to |Read()|, except that the implementing subclass must also
249   // guarantee that the method doesn't succeed synchronously, i.e., it only
250   // returns |IO_FAILED_...| or |IO_PENDING|.
251   virtual IOResult ScheduleRead() = 0;
252
253   // Called by |OnReadCompleted()| to get the platform handles associated with
254   // the given platform handle table (from a message). This should only be
255   // called when |num_platform_handles| is nonzero. Returns null if the
256   // |num_platform_handles| handles are not available. Only called on the I/O
257   // thread (without |write_lock_| held).
258   virtual embedder::ScopedPlatformHandleVectorPtr GetReadPlatformHandles(
259       size_t num_platform_handles,
260       const void* platform_handle_table) = 0;
261
262   // Writes contents in |write_buffer_no_lock()|.
263   // This class guarantees that:
264   // - the |PlatformHandle|s given by |GetPlatformHandlesToSend()| and the
265   //   buffer(s) given by |GetBuffers()| will remain valid until write
266   //   completion (see also the comments for |OnShutdownNoLock()|);
267   // - a second write is not started if there is a pending write;
268   // - the method is called under |write_lock_|.
269   //
270   // The implementing subclass must guarantee that:
271   // - |platform_handles_written| and |bytes_written| are untouched unless
272   //   |WriteNoLock()| returns |IO_SUCCEEDED|;
273   // - if the method returns |IO_PENDING|, |OnWriteCompleted()| will be called
274   //   on the I/O thread to report the result, unless |Shutdown()| is called.
275   virtual IOResult WriteNoLock(size_t* platform_handles_written,
276                                size_t* bytes_written) = 0;
277   // Similar to |WriteNoLock()|, except that the implementing subclass must also
278   // guarantee that the method doesn't succeed synchronously, i.e., it only
279   // returns |IO_FAILED_...| or |IO_PENDING|.
280   virtual IOResult ScheduleWriteNoLock() = 0;
281
282   // Must be called on the I/O thread WITHOUT |write_lock_| held.
283   virtual bool OnInit() = 0;
284   // On shutdown, passes the ownership of the buffers to subclasses, which may
285   // want to preserve them if there are pending read/write. Must be called on
286   // the I/O thread under |write_lock_|.
287   virtual void OnShutdownNoLock(scoped_ptr<ReadBuffer> read_buffer,
288                                 scoped_ptr<WriteBuffer> write_buffer) = 0;
289
290  private:
291   // Converts an |IO_FAILED_...| for a read to a |Delegate::Error|.
292   static Delegate::Error ReadIOResultToError(IOResult io_result);
293
294   // Calls |delegate_->OnError(error)|. Must be called on the I/O thread WITHOUT
295   // |write_lock_| held.
296   void CallOnError(Delegate::Error error);
297
298   // If |io_result| is |IO_SUCCESS|, updates the write buffer and schedules a
299   // write operation to run later if there is more to write. If |io_result| is
300   // failure or any other error occurs, cancels pending writes and returns
301   // false. Must be called under |write_lock_| and only if |write_stopped_| is
302   // false.
303   bool OnWriteCompletedNoLock(IOResult io_result,
304                               size_t platform_handles_written,
305                               size_t bytes_written);
306
307   // Set in |Init()| and never changed (hence usable on any thread without
308   // locking):
309   base::MessageLoopForIO* message_loop_for_io_;
310
311   // Only used on the I/O thread:
312   Delegate* delegate_;
313   bool read_stopped_;
314   scoped_ptr<ReadBuffer> read_buffer_;
315
316   base::Lock write_lock_;  // Protects the following members.
317   bool write_stopped_;
318   scoped_ptr<WriteBuffer> write_buffer_;
319
320   // This is used for posting tasks from write threads to the I/O thread. It
321   // must only be accessed under |write_lock_|. The weak pointers it produces
322   // are only used/invalidated on the I/O thread.
323   base::WeakPtrFactory<RawChannel> weak_ptr_factory_;
324
325   DISALLOW_COPY_AND_ASSIGN(RawChannel);
326 };
327
328 }  // namespace system
329 }  // namespace mojo
330
331 #endif  // MOJO_EDK_SYSTEM_RAW_CHANNEL_H_