Imported Upstream version 7.48.0
[platform/upstream/curl.git] / docs / INTERNALS.md
1 curl internals
2 ==============
3
4  - [Intro](#intro)
5  - [git](#git)
6  - [Portability](#Portability)
7  - [Windows vs Unix](#winvsunix)
8  - [Library](#Library)
9    - [`Curl_connect`](#Curl_connect)
10    - [`Curl_do`](#Curl_do)
11    - [`Curl_readwrite`](#Curl_readwrite)
12    - [`Curl_done`](#Curl_done)
13    - [`Curl_disconnect`](#Curl_disconnect)
14  - [HTTP(S)](#http)
15  - [FTP](#ftp)
16    - [Kerberos](#kerberos)
17  - [TELNET](#telnet)
18  - [FILE](#file)
19  - [SMB](#smb)
20  - [LDAP](#ldap)
21  - [E-mail](#email)
22  - [General](#general)
23  - [Persistent Connections](#persistent)
24  - [multi interface/non-blocking](#multi)
25  - [SSL libraries](#ssl)
26  - [Library Symbols](#symbols)
27  - [Return Codes and Informationals](#returncodes)
28  - [AP/ABI](#abi)
29  - [Client](#client)
30  - [Memory Debugging](#memorydebug)
31  - [Test Suite](#test)
32  - [Asynchronous name resolves](#asyncdns)
33    - [c-ares](#cares)
34  - [`curl_off_t`](#curl_off_t)
35  - [curlx](#curlx)
36  - [Content Encoding](#contentencoding)
37  - [hostip.c explained](#hostip)
38  - [Track Down Memory Leaks](#memoryleak)
39  - [`multi_socket`](#multi_socket)
40  - [Structs in libcurl](#structs)
41
42 <a name="intro"></a>
43 Intro
44 =====
45
46  This project is split in two. The library and the client. The client part
47  uses the library, but the library is designed to allow other applications to
48  use it.
49
50  The largest amount of code and complexity is in the library part.
51
52
53 <a name="git"></a>
54 git
55 ===
56
57  All changes to the sources are committed to the git repository as soon as
58  they're somewhat verified to work. Changes shall be committed as independently
59  as possible so that individual changes can be easier spotted and tracked
60  afterwards.
61
62  Tagging shall be used extensively, and by the time we release new archives we
63  should tag the sources with a name similar to the released version number.
64
65 <a name="Portability"></a>
66 Portability
67 ===========
68
69  We write curl and libcurl to compile with C89 compilers.  On 32bit and up
70  machines. Most of libcurl assumes more or less POSIX compliance but that's
71  not a requirement.
72
73  We write libcurl to build and work with lots of third party tools, and we
74  want it to remain functional and buildable with these and later versions
75  (older versions may still work but is not what we work hard to maintain):
76
77 Dependencies
78 ------------
79
80  - OpenSSL      0.9.7
81  - GnuTLS       1.2
82  - zlib         1.1.4
83  - libssh2      0.16
84  - c-ares       1.6.0
85  - libidn       0.4.1
86  - cyassl       2.0.0
87  - openldap     2.0
88  - MIT Kerberos 1.2.4
89  - GSKit        V5R3M0
90  - NSS          3.14.x
91  - axTLS        1.2.7
92  - PolarSSL     1.3.0
93  - Heimdal      ?
94  - nghttp2      1.0.0
95
96 Operating Systems
97 -----------------
98
99  On systems where configure runs, we aim at working on them all - if they have
100  a suitable C compiler. On systems that don't run configure, we strive to keep
101  curl running fine on:
102
103  - Windows      98
104  - AS/400       V5R3M0
105  - Symbian      9.1
106  - Windows CE   ?
107  - TPF          ?
108
109 Build tools
110 -----------
111
112  When writing code (mostly for generating stuff included in release tarballs)
113  we use a few "build tools" and we make sure that we remain functional with
114  these versions:
115
116  - GNU Libtool  1.4.2
117  - GNU Autoconf 2.57
118  - GNU Automake 1.7
119  - GNU M4       1.4
120  - perl         5.004
121  - roffit       0.5
122  - groff        ? (any version that supports "groff -Tps -man [in] [out]")
123  - ps2pdf (gs)  ?
124
125 <a name="winvsunix"></a>
126 Windows vs Unix
127 ===============
128
129  There are a few differences in how to program curl the unix way compared to
130  the Windows way. The four perhaps most notable details are:
131
132  1. Different function names for socket operations.
133
134    In curl, this is solved with defines and macros, so that the source looks
135    the same at all places except for the header file that defines them. The
136    macros in use are sclose(), sread() and swrite().
137
138  2. Windows requires a couple of init calls for the socket stuff.
139
140    That's taken care of by the `curl_global_init()` call, but if other libs
141    also do it etc there might be reasons for applications to alter that
142    behaviour.
143
144  3. The file descriptors for network communication and file operations are
145     not easily interchangeable as in unix.
146
147    We avoid this by not trying any funny tricks on file descriptors.
148
149  4. When writing data to stdout, Windows makes end-of-lines the DOS way, thus
150     destroying binary data, although you do want that conversion if it is
151     text coming through... (sigh)
152
153    We set stdout to binary under windows
154
155  Inside the source code, We make an effort to avoid `#ifdef [Your OS]`. All
156  conditionals that deal with features *should* instead be in the format
157  `#ifdef HAVE_THAT_WEIRD_FUNCTION`. Since Windows can't run configure scripts,
158  we maintain a `curl_config-win32.h` file in lib directory that is supposed to
159  look exactly as a `curl_config.h` file would have looked like on a Windows
160  machine!
161
162  Generally speaking: always remember that this will be compiled on dozens of
163  operating systems. Don't walk on the edge.
164
165 <a name="Library"></a>
166 Library
167 =======
168
169  (See [Structs in libcurl](#structs) for the separate section describing all
170  major internal structs and their purposes.)
171
172  There are plenty of entry points to the library, namely each publicly defined
173  function that libcurl offers to applications. All of those functions are
174  rather small and easy-to-follow. All the ones prefixed with `curl_easy` are
175  put in the lib/easy.c file.
176
177  `curl_global_init_()` and `curl_global_cleanup()` should be called by the
178  application to initialize and clean up global stuff in the library. As of
179  today, it can handle the global SSL initing if SSL is enabled and it can init
180  the socket layer on windows machines. libcurl itself has no "global" scope.
181
182  All printf()-style functions use the supplied clones in lib/mprintf.c. This
183  makes sure we stay absolutely platform independent.
184
185  [ `curl_easy_init()`][2] allocates an internal struct and makes some
186  initializations.  The returned handle does not reveal internals. This is the
187  'Curl_easy' struct which works as an "anchor" struct for all `curl_easy`
188  functions. All connections performed will get connect-specific data allocated
189  that should be used for things related to particular connections/requests.
190
191  [`curl_easy_setopt()`][1] takes three arguments, where the option stuff must
192  be passed in pairs: the parameter-ID and the parameter-value. The list of
193  options is documented in the man page. This function mainly sets things in
194  the 'Curl_easy' struct.
195
196  `curl_easy_perform()` is just a wrapper function that makes use of the multi
197  API.  It basically calls `curl_multi_init()`, `curl_multi_add_handle()`,
198  `curl_multi_wait()`, and `curl_multi_perform()` until the transfer is done
199  and then returns.
200
201  Some of the most important key functions in url.c are called from multi.c
202  when certain key steps are to be made in the transfer operation.
203
204 <a name="Curl_connect"></a>
205 Curl_connect()
206 --------------
207
208    Analyzes the URL, it separates the different components and connects to the
209    remote host. This may involve using a proxy and/or using SSL. The
210    `Curl_resolv()` function in lib/hostip.c is used for looking up host names
211    (it does then use the proper underlying method, which may vary between
212    platforms and builds).
213
214    When `Curl_connect` is done, we are connected to the remote site. Then it
215    is time to tell the server to get a document/file. `Curl_do()` arranges
216    this.
217
218    This function makes sure there's an allocated and initiated 'connectdata'
219    struct that is used for this particular connection only (although there may
220    be several requests performed on the same connect). A bunch of things are
221    inited/inherited from the Curl_easy struct.
222
223 <a name="Curl_do"></a>
224 Curl_do()
225 ---------
226
227    `Curl_do()` makes sure the proper protocol-specific function is called. The
228    functions are named after the protocols they handle.
229
230    The protocol-specific functions of course deal with protocol-specific
231    negotiations and setup. They have access to the `Curl_sendf()` (from
232    lib/sendf.c) function to send printf-style formatted data to the remote
233    host and when they're ready to make the actual file transfer they call the
234    `Curl_Transfer()` function (in lib/transfer.c) to setup the transfer and
235    returns.
236
237    If this DO function fails and the connection is being re-used, libcurl will
238    then close this connection, setup a new connection and re-issue the DO
239    request on that. This is because there is no way to be perfectly sure that
240    we have discovered a dead connection before the DO function and thus we
241    might wrongly be re-using a connection that was closed by the remote peer.
242
243    Some time during the DO function, the `Curl_setup_transfer()` function must
244    be called with some basic info about the upcoming transfer: what socket(s)
245    to read/write and the expected file transfer sizes (if known).
246
247 <a name="Curl_readwrite"></a>
248 Curl_readwrite()
249 ----------------
250
251    Called during the transfer of the actual protocol payload.
252
253    During transfer, the progress functions in lib/progress.c are called at a
254    frequent interval (or at the user's choice, a specified callback might get
255    called). The speedcheck functions in lib/speedcheck.c are also used to
256    verify that the transfer is as fast as required.
257
258 <a name="Curl_done"></a>
259 Curl_done()
260 -----------
261
262    Called after a transfer is done. This function takes care of everything
263    that has to be done after a transfer. This function attempts to leave
264    matters in a state so that `Curl_do()` should be possible to call again on
265    the same connection (in a persistent connection case). It might also soon
266    be closed with `Curl_disconnect()`.
267
268 <a name="Curl_disconnect"></a>
269 Curl_disconnect()
270 -----------------
271
272    When doing normal connections and transfers, no one ever tries to close any
273    connections so this is not normally called when `curl_easy_perform()` is
274    used. This function is only used when we are certain that no more transfers
275    is going to be made on the connection. It can be also closed by force, or
276    it can be called to make sure that libcurl doesn't keep too many
277    connections alive at the same time.
278
279    This function cleans up all resources that are associated with a single
280    connection.
281
282 <a name="http"></a>
283 HTTP(S)
284 =======
285
286  HTTP offers a lot and is the protocol in curl that uses the most lines of
287  code. There is a special file (lib/formdata.c) that offers all the multipart
288  post functions.
289
290  base64-functions for user+password stuff (and more) is in (lib/base64.c) and
291  all functions for parsing and sending cookies are found in (lib/cookie.c).
292
293  HTTPS uses in almost every means the same procedure as HTTP, with only two
294  exceptions: the connect procedure is different and the function used to read
295  or write from the socket is different, although the latter fact is hidden in
296  the source by the use of `Curl_read()` for reading and `Curl_write()` for
297  writing data to the remote server.
298
299  `http_chunks.c` contains functions that understands HTTP 1.1 chunked transfer
300  encoding.
301
302  An interesting detail with the HTTP(S) request, is the `Curl_add_buffer()`
303  series of functions we use. They append data to one single buffer, and when
304  the building is done the entire request is sent off in one single write. This
305  is done this way to overcome problems with flawed firewalls and lame servers.
306
307 <a name="ftp"></a>
308 FTP
309 ===
310
311  The `Curl_if2ip()` function can be used for getting the IP number of a
312  specified network interface, and it resides in lib/if2ip.c.
313
314  `Curl_ftpsendf()` is used for sending FTP commands to the remote server. It
315  was made a separate function to prevent us programmers from forgetting that
316  they must be CRLF terminated. They must also be sent in one single write() to
317  make firewalls and similar happy.
318
319 <a name="kerberos"></a>
320 Kerberos
321 --------
322
323  Kerberos support is mainly in lib/krb5.c and lib/security.c but also
324  `curl_sasl_sspi.c` and `curl_sasl_gssapi.c` for the email protocols and
325  `socks_gssapi.c` and `socks_sspi.c` for SOCKS5 proxy specifics.
326
327 <a name="telnet"></a>
328 TELNET
329 ======
330
331  Telnet is implemented in lib/telnet.c.
332
333 <a name="file"></a>
334 FILE
335 ====
336
337  The file:// protocol is dealt with in lib/file.c.
338
339 <a name="smb"></a>
340 SMB
341 ===
342
343  The smb:// protocol is dealt with in lib/smb.c.
344
345 <a name="ldap"></a>
346 LDAP
347 ====
348
349  Everything LDAP is in lib/ldap.c and lib/openldap.c
350
351 <a name="email"></a>
352 E-mail
353 ======
354
355  The e-mail related source code is in lib/imap.c, lib/pop3.c and lib/smtp.c.
356
357 <a name="general"></a>
358 General
359 =======
360
361  URL encoding and decoding, called escaping and unescaping in the source code,
362  is found in lib/escape.c.
363
364  While transferring data in Transfer() a few functions might get used.
365  `curl_getdate()` in lib/parsedate.c is for HTTP date comparisons (and more).
366
367  lib/getenv.c offers `curl_getenv()` which is for reading environment
368  variables in a neat platform independent way. That's used in the client, but
369  also in lib/url.c when checking the proxy environment variables. Note that
370  contrary to the normal unix getenv(), this returns an allocated buffer that
371  must be free()ed after use.
372
373  lib/netrc.c holds the .netrc parser
374
375  lib/timeval.c features replacement functions for systems that don't have
376  gettimeofday() and a few support functions for timeval conversions.
377
378  A function named `curl_version()` that returns the full curl version string
379  is found in lib/version.c.
380
381 <a name="persistent"></a>
382 Persistent Connections
383 ======================
384
385  The persistent connection support in libcurl requires some considerations on
386  how to do things inside of the library.
387
388  - The 'Curl_easy' struct returned in the [`curl_easy_init()`][2] call
389    must never hold connection-oriented data. It is meant to hold the root data
390    as well as all the options etc that the library-user may choose.
391
392  - The 'Curl_easy' struct holds the "connection cache" (an array of
393    pointers to 'connectdata' structs).
394
395  - This enables the 'curl handle' to be reused on subsequent transfers.
396
397  - When libcurl is told to perform a transfer, it first checks for an already
398    existing connection in the cache that we can use. Otherwise it creates a
399    new one and adds that the cache. If the cache is full already when a new
400    connection is added added, it will first close the oldest unused one.
401
402  - When the transfer operation is complete, the connection is left
403    open. Particular options may tell libcurl not to, and protocols may signal
404    closure on connections and then they won't be kept open of course.
405
406  - When `curl_easy_cleanup()` is called, we close all still opened connections,
407    unless of course the multi interface "owns" the connections.
408
409  The curl handle must be re-used in order for the persistent connections to
410  work.
411
412 <a name="multi"></a>
413 multi interface/non-blocking
414 ============================
415
416  The multi interface is a non-blocking interface to the library. To make that
417  interface work as good as possible, no low-level functions within libcurl
418  must be written to work in a blocking manner. (There are still a few spots
419  violating this rule.)
420
421  One of the primary reasons we introduced c-ares support was to allow the name
422  resolve phase to be perfectly non-blocking as well.
423
424  The FTP and the SFTP/SCP protocols are examples of how we adapt and adjust
425  the code to allow non-blocking operations even on multi-stage command-
426  response protocols. They are built around state machines that return when
427  they would otherwise block waiting for data.  The DICT, LDAP and TELNET
428  protocols are crappy examples and they are subject for rewrite in the future
429  to better fit the libcurl protocol family.
430
431 <a name="ssl"></a>
432 SSL libraries
433 =============
434
435  Originally libcurl supported SSLeay for SSL/TLS transports, but that was then
436  extended to its successor OpenSSL but has since also been extended to several
437  other SSL/TLS libraries and we expect and hope to further extend the support
438  in future libcurl versions.
439
440  To deal with this internally in the best way possible, we have a generic SSL
441  function API as provided by the vtls/vtls.[ch] system, and they are the only
442  SSL functions we must use from within libcurl. vtls is then crafted to use
443  the appropriate lower-level function calls to whatever SSL library that is in
444  use. For example vtls/openssl.[ch] for the OpenSSL library.
445
446 <a name="symbols"></a>
447 Library Symbols
448 ===============
449
450  All symbols used internally in libcurl must use a `Curl_` prefix if they're
451  used in more than a single file. Single-file symbols must be made static.
452  Public ("exported") symbols must use a `curl_` prefix. (There are exceptions,
453  but they are to be changed to follow this pattern in future versions.) Public
454  API functions are marked with `CURL_EXTERN` in the public header files so
455  that all others can be hidden on platforms where this is possible.
456
457 <a name="returncodes"></a>
458 Return Codes and Informationals
459 ===============================
460
461  I've made things simple. Almost every function in libcurl returns a CURLcode,
462  that must be `CURLE_OK` if everything is OK or otherwise a suitable error
463  code as the curl/curl.h include file defines. The very spot that detects an
464  error must use the `Curl_failf()` function to set the human-readable error
465  description.
466
467  In aiding the user to understand what's happening and to debug curl usage, we
468  must supply a fair amount of informational messages by using the
469  `Curl_infof()` function. Those messages are only displayed when the user
470  explicitly asks for them. They are best used when revealing information that
471  isn't otherwise obvious.
472
473 <a name="abi"></a>
474 API/ABI
475 =======
476
477  We make an effort to not export or show internals or how internals work, as
478  that makes it easier to keep a solid API/ABI over time. See docs/libcurl/ABI
479  for our promise to users.
480
481 <a name="client"></a>
482 Client
483 ======
484
485  main() resides in `src/tool_main.c`.
486
487  `src/tool_hugehelp.c` is automatically generated by the mkhelp.pl perl script
488  to display the complete "manual" and the src/tool_urlglob.c file holds the
489  functions used for the URL-"globbing" support. Globbing in the sense that the
490  {} and [] expansion stuff is there.
491
492  The client mostly messes around to setup its 'config' struct properly, then
493  it calls the `curl_easy_*()` functions of the library and when it gets back
494  control after the `curl_easy_perform()` it cleans up the library, checks
495  status and exits.
496
497  When the operation is done, the ourWriteOut() function in src/writeout.c may
498  be called to report about the operation. That function is using the
499  `curl_easy_getinfo()` function to extract useful information from the curl
500  session.
501
502  It may loop and do all this several times if many URLs were specified on the
503  command line or config file.
504
505 <a name="memorydebug"></a>
506 Memory Debugging
507 ================
508
509  The file lib/memdebug.c contains debug-versions of a few functions. Functions
510  such as malloc, free, fopen, fclose, etc that somehow deal with resources
511  that might give us problems if we "leak" them. The functions in the memdebug
512  system do nothing fancy, they do their normal function and then log
513  information about what they just did. The logged data can then be analyzed
514  after a complete session,
515
516  memanalyze.pl is the perl script present in tests/ that analyzes a log file
517  generated by the memory tracking system. It detects if resources are
518  allocated but never freed and other kinds of errors related to resource
519  management.
520
521  Internally, definition of preprocessor symbol DEBUGBUILD restricts code which
522  is only compiled for debug enabled builds. And symbol CURLDEBUG is used to
523  differentiate code which is _only_ used for memory tracking/debugging.
524
525  Use -DCURLDEBUG when compiling to enable memory debugging, this is also
526  switched on by running configure with --enable-curldebug. Use -DDEBUGBUILD
527  when compiling to enable a debug build or run configure with --enable-debug.
528
529  curl --version will list 'Debug' feature for debug enabled builds, and
530  will list 'TrackMemory' feature for curl debug memory tracking capable
531  builds. These features are independent and can be controlled when running
532  the configure script. When --enable-debug is given both features will be
533  enabled, unless some restriction prevents memory tracking from being used.
534
535 <a name="test"></a>
536 Test Suite
537 ==========
538
539  The test suite is placed in its own subdirectory directly off the root in the
540  curl archive tree, and it contains a bunch of scripts and a lot of test case
541  data.
542
543  The main test script is runtests.pl that will invoke test servers like
544  httpserver.pl and ftpserver.pl before all the test cases are performed. The
545  test suite currently only runs on unix-like platforms.
546
547  You'll find a description of the test suite in the tests/README file, and the
548  test case data files in the tests/FILEFORMAT file.
549
550  The test suite automatically detects if curl was built with the memory
551  debugging enabled, and if it was it will detect memory leaks, too.
552
553 <a name="asyncdns"></a>
554 Asynchronous name resolves
555 ==========================
556
557  libcurl can be built to do name resolves asynchronously, using either the
558  normal resolver in a threaded manner or by using c-ares.
559
560 <a name="cares"></a>
561 [c-ares][3]
562 ------
563
564 ### Build libcurl to use a c-ares
565
566 1. ./configure --enable-ares=/path/to/ares/install
567 2. make
568
569 ### c-ares on win32
570
571  First I compiled c-ares. I changed the default C runtime library to be the
572  single-threaded rather than the multi-threaded (this seems to be required to
573  prevent linking errors later on). Then I simply build the areslib project
574  (the other projects adig/ahost seem to fail under MSVC).
575
576  Next was libcurl. I opened lib/config-win32.h and I added a:
577  `#define USE_ARES 1`
578
579  Next thing I did was I added the path for the ares includes to the include
580  path, and the libares.lib to the libraries.
581
582  Lastly, I also changed libcurl to be single-threaded rather than
583  multi-threaded, again this was to prevent some duplicate symbol errors. I'm
584  not sure why I needed to change everything to single-threaded, but when I
585  didn't I got redefinition errors for several CRT functions (malloc, stricmp,
586  etc.)
587
588 <a name="curl_off_t"></a>
589 `curl_off_t`
590 ==========
591
592  curl_off_t is a data type provided by the external libcurl include
593  headers. It is the type meant to be used for the [`curl_easy_setopt()`][1]
594  options that end with LARGE. The type is 64bit large on most modern
595  platforms.
596
597 curlx
598 =====
599
600  The libcurl source code offers a few functions by source only. They are not
601  part of the official libcurl API, but the source files might be useful for
602  others so apps can optionally compile/build with these sources to gain
603  additional functions.
604
605  We provide them through a single header file for easy access for apps:
606  "curlx.h"
607
608 `curlx_strtoofft()`
609 -------------------
610    A macro that converts a string containing a number to a curl_off_t number.
611    This might use the curlx_strtoll() function which is provided as source
612    code in strtoofft.c. Note that the function is only provided if no
613    strtoll() (or equivalent) function exist on your platform. If curl_off_t
614    is only a 32 bit number on your platform, this macro uses strtol().
615
616 `curlx_tvnow()`
617 ---------------
618    returns a struct timeval for the current time.
619
620 `curlx_tvdiff()`
621 --------------
622    returns the difference between two timeval structs, in number of
623    milliseconds.
624
625 `curlx_tvdiff_secs()`
626 ---------------------
627    returns the same as curlx_tvdiff but with full usec resolution (as a
628    double)
629
630 Future
631 ------
632
633  Several functions will be removed from the public curl_ name space in a
634  future libcurl release. They will then only become available as curlx_
635  functions instead. To make the transition easier, we already today provide
636  these functions with the curlx_ prefix to allow sources to get built properly
637  with the new function names. The functions this concerns are:
638
639  - `curlx_getenv`
640  - `curlx_strequal`
641  - `curlx_strnequal`
642  - `curlx_mvsnprintf`
643  - `curlx_msnprintf`
644  - `curlx_maprintf`
645  - `curlx_mvaprintf`
646  - `curlx_msprintf`
647  - `curlx_mprintf`
648  - `curlx_mfprintf`
649  - `curlx_mvsprintf`
650  - `curlx_mvprintf`
651  - `curlx_mvfprintf`
652
653 <a name="contentencoding"></a>
654 Content Encoding
655 ================
656
657 ## About content encodings
658
659  [HTTP/1.1][4] specifies that a client may request that a server encode its
660  response. This is usually used to compress a response using one of a set of
661  commonly available compression techniques. These schemes are 'deflate' (the
662  zlib algorithm), 'gzip' and 'compress'. A client requests that the sever
663  perform an encoding by including an Accept-Encoding header in the request
664  document. The value of the header should be one of the recognized tokens
665  'deflate', ... (there's a way to register new schemes/tokens, see sec 3.5 of
666  the spec). A server MAY honor the client's encoding request. When a response
667  is encoded, the server includes a Content-Encoding header in the
668  response. The value of the Content-Encoding header indicates which scheme was
669  used to encode the data.
670
671  A client may tell a server that it can understand several different encoding
672  schemes. In this case the server may choose any one of those and use it to
673  encode the response (indicating which one using the Content-Encoding header).
674  It's also possible for a client to attach priorities to different schemes so
675  that the server knows which it prefers. See sec 14.3 of RFC 2616 for more
676  information on the Accept-Encoding header.
677
678 ## Supported content encodings
679
680  The 'deflate' and 'gzip' content encoding are supported by libcurl. Both
681  regular and chunked transfers work fine.  The zlib library is required for
682  this feature.
683
684 ## The libcurl interface
685
686  To cause libcurl to request a content encoding use:
687
688   [`curl_easy_setopt`][1](curl, [`CURLOPT_ACCEPT_ENCODING`][5], string)
689
690  where string is the intended value of the Accept-Encoding header.
691
692  Currently, libcurl only understands how to process responses that use the
693  "deflate" or "gzip" Content-Encoding, so the only values for
694  [`CURLOPT_ACCEPT_ENCODING`][5] that will work (besides "identity," which does
695  nothing) are "deflate" and "gzip" If a response is encoded using the
696  "compress" or methods, libcurl will return an error indicating that the
697  response could not be decoded.  If <string> is NULL no Accept-Encoding header
698  is generated.  If <string> is a zero-length string, then an Accept-Encoding
699  header containing all supported encodings will be generated.
700
701  The [`CURLOPT_ACCEPT_ENCODING`][5] must be set to any non-NULL value for
702  content to be automatically decoded.  If it is not set and the server still
703  sends encoded content (despite not having been asked), the data is returned
704  in its raw form and the Content-Encoding type is not checked.
705
706 ## The curl interface
707
708  Use the [--compressed][6] option with curl to cause it to ask servers to
709  compress responses using any format supported by curl.
710
711 <a name="hostip"></a>
712 hostip.c explained
713 ==================
714
715  The main compile-time defines to keep in mind when reading the host*.c source
716  file are these:
717
718 ## `CURLRES_IPV6`
719
720  this host has getaddrinfo() and family, and thus we use that. The host may
721  not be able to resolve IPv6, but we don't really have to take that into
722  account. Hosts that aren't IPv6-enabled have CURLRES_IPV4 defined.
723
724 ## `CURLRES_ARES`
725
726  is defined if libcurl is built to use c-ares for asynchronous name
727  resolves. This can be Windows or *nix.
728
729 ## `CURLRES_THREADED`
730
731  is defined if libcurl is built to use threading for asynchronous name
732  resolves. The name resolve will be done in a new thread, and the supported
733  asynch API will be the same as for ares-builds. This is the default under
734  (native) Windows.
735
736  If any of the two previous are defined, `CURLRES_ASYNCH` is defined too. If
737  libcurl is not built to use an asynchronous resolver, `CURLRES_SYNCH` is
738  defined.
739
740 ## host*.c sources
741
742  The host*.c sources files are split up like this:
743
744  - hostip.c      - method-independent resolver functions and utility functions
745  - hostasyn.c    - functions for asynchronous name resolves
746  - hostsyn.c     - functions for synchronous name resolves
747  - asyn-ares.c   - functions for asynchronous name resolves using c-ares
748  - asyn-thread.c - functions for asynchronous name resolves using threads
749  - hostip4.c     - IPv4 specific functions
750  - hostip6.c     - IPv6 specific functions
751
752  The hostip.h is the single united header file for all this. It defines the
753  `CURLRES_*` defines based on the config*.h and curl_setup.h defines.
754
755 <a name="memoryleak"></a>
756 Track Down Memory Leaks
757 =======================
758
759 ## Single-threaded
760
761   Please note that this memory leak system is not adjusted to work in more
762   than one thread. If you want/need to use it in a multi-threaded app. Please
763   adjust accordingly.
764
765
766 ## Build
767
768   Rebuild libcurl with -DCURLDEBUG (usually, rerunning configure with
769   --enable-debug fixes this). 'make clean' first, then 'make' so that all
770   files actually are rebuilt properly. It will also make sense to build
771   libcurl with the debug option (usually -g to the compiler) so that debugging
772   it will be easier if you actually do find a leak in the library.
773
774   This will create a library that has memory debugging enabled.
775
776 ## Modify Your Application
777
778   Add a line in your application code:
779
780        `curl_memdebug("dump");`
781
782   This will make the malloc debug system output a full trace of all resource
783   using functions to the given file name. Make sure you rebuild your program
784   and that you link with the same libcurl you built for this purpose as
785   described above.
786
787 ## Run Your Application
788
789   Run your program as usual. Watch the specified memory trace file grow.
790
791   Make your program exit and use the proper libcurl cleanup functions etc. So
792   that all non-leaks are returned/freed properly.
793
794 ## Analyze the Flow
795
796   Use the tests/memanalyze.pl perl script to analyze the dump file:
797
798     tests/memanalyze.pl dump
799
800   This now outputs a report on what resources that were allocated but never
801   freed etc. This report is very fine for posting to the list!
802
803   If this doesn't produce any output, no leak was detected in libcurl. Then
804   the leak is mostly likely to be in your code.
805
806 <a name="multi_socket"></a>
807 `multi_socket`
808 ==============
809
810  Implementation of the `curl_multi_socket` API
811
812   The main ideas of this API are simply:
813
814    1 - The application can use whatever event system it likes as it gets info
815        from libcurl about what file descriptors libcurl waits for what action
816        on. (The previous API returns `fd_sets` which is very select()-centric).
817
818    2 - When the application discovers action on a single socket, it calls
819        libcurl and informs that there was action on this particular socket and
820        libcurl can then act on that socket/transfer only and not care about
821        any other transfers. (The previous API always had to scan through all
822        the existing transfers.)
823
824   The idea is that [`curl_multi_socket_action()`][7] calls a given callback
825   with information about what socket to wait for what action on, and the
826   callback only gets called if the status of that socket has changed.
827
828   We also added a timer callback that makes libcurl call the application when
829   the timeout value changes, and you set that with [`curl_multi_setopt()`][9]
830   and the [`CURLMOPT_TIMERFUNCTION`][10] option. To get this to work,
831   Internally, there's an added a struct to each easy handle in which we store
832   an "expire time" (if any). The structs are then "splay sorted" so that we
833   can add and remove times from the linked list and yet somewhat swiftly
834   figure out both how long time there is until the next nearest timer expires
835   and which timer (handle) we should take care of now. Of course, the upside
836   of all this is that we get a [`curl_multi_timeout()`][8] that should also
837   work with old-style applications that use [`curl_multi_perform()`][11].
838
839   We created an internal "socket to easy handles" hash table that given
840   a socket (file descriptor) return the easy handle that waits for action on
841   that socket.  This hash is made using the already existing hash code
842   (previously only used for the DNS cache).
843
844   To make libcurl able to report plain sockets in the socket callback, we had
845   to re-organize the internals of the [`curl_multi_fdset()`][12] etc so that
846   the conversion from sockets to `fd_sets` for that function is only done in
847   the last step before the data is returned. I also had to extend c-ares to
848   get a function that can return plain sockets, as that library too returned
849   only `fd_sets` and that is no longer good enough. The changes done to c-ares
850   are available in c-ares 1.3.1 and later.
851
852 <a name="structs"></a>
853 Structs in libcurl
854 ==================
855
856 This section should cover 7.32.0 pretty accurately, but will make sense even
857 for older and later versions as things don't change drastically that often.
858
859 ## Curl_easy
860
861   The Curl_easy struct is the one returned to the outside in the external API
862   as a "CURL *". This is usually known as an easy handle in API documentations
863   and examples.
864
865   Information and state that is related to the actual connection is in the
866   'connectdata' struct. When a transfer is about to be made, libcurl will
867   either create a new connection or re-use an existing one. The particular
868   connectdata that is used by this handle is pointed out by
869   Curl_easy->easy_conn.
870
871   Data and information that regard this particular single transfer is put in
872   the SingleRequest sub-struct.
873
874   When the Curl_easy struct is added to a multi handle, as it must be in order
875   to do any transfer, the ->multi member will point to the `Curl_multi` struct
876   it belongs to. The ->prev and ->next members will then be used by the multi
877   code to keep a linked list of Curl_easy structs that are added to that same
878   multi handle. libcurl always uses multi so ->multi *will* point to a
879   `Curl_multi` when a transfer is in progress.
880
881   ->mstate is the multi state of this particular Curl_easy. When
882   `multi_runsingle()` is called, it will act on this handle according to which
883   state it is in. The mstate is also what tells which sockets to return for a
884   specific Curl_easy when [`curl_multi_fdset()`][12] is called etc.
885
886   The libcurl source code generally use the name 'data' for the variable that
887   points to the Curl_easy.
888
889   When doing multiplexed HTTP/2 transfers, each Curl_easy is associated with
890   an individual stream, sharing the same connectdata struct. Multiplexing
891   makes it even more important to keep things associated with the right thing!
892
893 ## connectdata
894
895   A general idea in libcurl is to keep connections around in a connection
896   "cache" after they have been used in case they will be used again and then
897   re-use an existing one instead of creating a new as it creates a significant
898   performance boost.
899
900   Each 'connectdata' identifies a single physical connection to a server. If
901   the connection can't be kept alive, the connection will be closed after use
902   and then this struct can be removed from the cache and freed.
903
904   Thus, the same Curl_easy can be used multiple times and each time select
905   another connectdata struct to use for the connection. Keep this in mind, as
906   it is then important to consider if options or choices are based on the
907   connection or the Curl_easy.
908
909   Functions in libcurl will assume that connectdata->data points to the
910   Curl_easy that uses this connection (for the moment).
911
912   As a special complexity, some protocols supported by libcurl require a
913   special disconnect procedure that is more than just shutting down the
914   socket. It can involve sending one or more commands to the server before
915   doing so. Since connections are kept in the connection cache after use, the
916   original Curl_easy may no longer be around when the time comes to shut down
917   a particular connection. For this purpose, libcurl holds a special dummy
918   `closure_handle` Curl_easy in the `Curl_multi` struct to use when needed.
919
920   FTP uses two TCP connections for a typical transfer but it keeps both in
921   this single struct and thus can be considered a single connection for most
922   internal concerns.
923
924   The libcurl source code generally use the name 'conn' for the variable that
925   points to the connectdata.
926
927 ## Curl_multi
928
929   Internally, the easy interface is implemented as a wrapper around multi
930   interface functions. This makes everything multi interface.
931
932   `Curl_multi` is the multi handle struct exposed as "CURLM *" in external APIs.
933
934   This struct holds a list of Curl_easy structs that have been added to this
935   handle with [`curl_multi_add_handle()`][13]. The start of the list is
936   ->easyp and ->num_easy is a counter of added Curl_easys.
937
938   ->msglist is a linked list of messages to send back when
939   [`curl_multi_info_read()`][14] is called. Basically a node is added to that
940   list when an individual Curl_easy's transfer has completed.
941
942   ->hostcache points to the name cache. It is a hash table for looking up name
943   to IP. The nodes have a limited life time in there and this cache is meant
944   to reduce the time for when the same name is wanted within a short period of
945   time.
946
947   ->timetree points to a tree of Curl_easys, sorted by the remaining time
948   until it should be checked - normally some sort of timeout. Each Curl_easy
949   has one node in the tree.
950
951   ->sockhash is a hash table to allow fast lookups of socket descriptor to
952   which Curl_easy that uses that descriptor. This is necessary for the
953   `multi_socket` API.
954
955   ->conn_cache points to the connection cache. It keeps track of all
956   connections that are kept after use. The cache has a maximum size.
957
958   ->closure_handle is described in the 'connectdata' section.
959
960   The libcurl source code generally use the name 'multi' for the variable that
961   points to the Curl_multi struct.
962
963 ## Curl_handler
964
965   Each unique protocol that is supported by libcurl needs to provide at least
966   one `Curl_handler` struct. It defines what the protocol is called and what
967   functions the main code should call to deal with protocol specific issues.
968   In general, there's a source file named [protocol].c in which there's a
969   "struct `Curl_handler` `Curl_handler_[protocol]`" declared. In url.c there's
970   then the main array with all individual `Curl_handler` structs pointed to
971   from a single array which is scanned through when a URL is given to libcurl
972   to work with.
973
974   ->scheme is the URL scheme name, usually spelled out in uppercase. That's
975   "HTTP" or "FTP" etc. SSL versions of the protcol need its own `Curl_handler`
976   setup so HTTPS separate from HTTP.
977
978   ->setup_connection is called to allow the protocol code to allocate protocol
979   specific data that then gets associated with that Curl_easy for the rest of
980   this transfer. It gets freed again at the end of the transfer. It will be
981   called before the 'connectdata' for the transfer has been selected/created.
982   Most protocols will allocate its private 'struct [PROTOCOL]' here and assign
983   Curl_easy->req.protop to point to it.
984
985   ->connect_it allows a protocol to do some specific actions after the TCP
986   connect is done, that can still be considered part of the connection phase.
987
988   Some protocols will alter the connectdata->recv[] and connectdata->send[]
989   function pointers in this function.
990
991   ->connecting is similarly a function that keeps getting called as long as the
992   protocol considers itself still in the connecting phase.
993
994   ->do_it is the function called to issue the transfer request. What we call
995   the DO action internally. If the DO is not enough and things need to be kept
996   getting done for the entire DO sequence to complete, ->doing is then usually
997   also provided. Each protocol that needs to do multiple commands or similar
998   for do/doing need to implement their own state machines (see SCP, SFTP,
999   FTP). Some protocols (only FTP and only due to historical reasons) has a
1000   separate piece of the DO state called `DO_MORE`.
1001
1002   ->doing keeps getting called while issuing the transfer request command(s)
1003
1004   ->done gets called when the transfer is complete and DONE. That's after the
1005   main data has been transferred.
1006
1007   ->do_more gets called during the `DO_MORE` state. The FTP protocol uses this
1008   state when setting up the second connection.
1009
1010   ->`proto_getsock`
1011   ->`doing_getsock`
1012   ->`domore_getsock`
1013   ->`perform_getsock`
1014   Functions that return socket information. Which socket(s) to wait for which
1015   action(s) during the particular multi state.
1016
1017   ->disconnect is called immediately before the TCP connection is shutdown.
1018
1019   ->readwrite gets called during transfer to allow the protocol to do extra
1020   reads/writes
1021
1022   ->defport is the default report TCP or UDP port this protocol uses
1023
1024   ->protocol is one or more bits in the `CURLPROTO_*` set. The SSL versions
1025   have their "base" protocol set and then the SSL variation. Like
1026   "HTTP|HTTPS".
1027
1028   ->flags is a bitmask with additional information about the protocol that will
1029   make it get treated differently by the generic engine:
1030
1031   - `PROTOPT_SSL` - will make it connect and negotiate SSL
1032
1033   - `PROTOPT_DUAL` - this protocol uses two connections
1034
1035   - `PROTOPT_CLOSEACTION` - this protocol has actions to do before closing the
1036     connection. This flag is no longer used by code, yet still set for a bunch
1037     protocol handlers.
1038
1039   - `PROTOPT_DIRLOCK` - "direction lock". The SSH protocols set this bit to
1040     limit which "direction" of socket actions that the main engine will
1041     concern itself about.
1042
1043   - `PROTOPT_NONETWORK` - a protocol that doesn't use network (read file:)
1044
1045   - `PROTOPT_NEEDSPWD` - this protocol needs a password and will use a default
1046     one unless one is provided
1047
1048   - `PROTOPT_NOURLQUERY` - this protocol can't handle a query part on the URL
1049     (?foo=bar)
1050
1051 ## conncache
1052
1053   Is a hash table with connections for later re-use. Each Curl_easy has a
1054   pointer to its connection cache. Each multi handle sets up a connection
1055   cache that all added Curl_easys share by default.
1056
1057 ## Curl_share
1058
1059   The libcurl share API allocates a `Curl_share` struct, exposed to the
1060   external API as "CURLSH *".
1061
1062   The idea is that the struct can have a set of own versions of caches and
1063   pools and then by providing this struct in the `CURLOPT_SHARE` option, those
1064   specific Curl_easys will use the caches/pools that this share handle
1065   holds.
1066
1067   Then individual Curl_easy structs can be made to share specific things
1068   that they otherwise wouldn't, such as cookies.
1069
1070   The `Curl_share` struct can currently hold cookies, DNS cache and the SSL
1071   session cache.
1072
1073 ## CookieInfo
1074
1075   This is the main cookie struct. It holds all known cookies and related
1076   information. Each Curl_easy has its own private CookieInfo even when
1077   they are added to a multi handle. They can be made to share cookies by using
1078   the share API.
1079
1080
1081 [1]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_easy_setopt.html
1082 [2]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_easy_init.html
1083 [3]: http://c-ares.haxx.se/
1084 [4]: https://tools.ietf.org/html/rfc7230 "RFC 7230"
1085 [5]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/CURLOPT_ACCEPT_ENCODING.html
1086 [6]: https://curl.haxx.se/docs/manpage.html#--compressed
1087 [7]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_socket_action.html
1088 [8]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_timeout.html
1089 [9]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_setopt.html
1090 [10]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/CURLMOPT_TIMERFUNCTION.html
1091 [11]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_perform.html
1092 [12]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_fdset.html
1093 [13]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_add_handle.html
1094 [14]: https://curl.haxx.se/libcurl/c/curl_multi_info_read.html