66e11a46b7cc198843e6a3979ea58750fdb8c9ec
[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       V5R3M0
46  NSS          3.12.x
47  axTLS        1.2.7
48  Heimdal      ?
49
50  On systems where configure runs, we aim at working on them all - if they have
51  a suitable C compiler. On systems that don't run configure, we strive to keep
52  curl running fine on:
53
54  Windows      98
55  AS/400       V5R3M0
56  Symbian      9.1
57  Windows CE   ?
58  TPF          ?
59
60  When writing code (mostly for generating stuff included in release tarballs)
61  we use a few "build tools" and we make sure that we remain functional with
62  these versions:
63
64  GNU Libtool  1.4.2
65  GNU Autoconf 2.57
66  GNU Automake 1.7 (we currently avoid 1.10 due to Solaris-related bugs)
67  GNU M4       1.4
68  perl         5.004
69  roffit       0.5
70  groff        ? (any version that supports "groff -Tps -man [in] [out]")
71  ps2pdf (gs)  ?
72
73 Windows vs Unix
74 ===============
75
76  There are a few differences in how to program curl the unix way compared to
77  the Windows way. The four perhaps most notable details are:
78
79  1. Different function names for socket operations.
80
81    In curl, this is solved with defines and macros, so that the source looks
82    the same at all places except for the header file that defines them. The
83    macros in use are sclose(), sread() and swrite().
84
85  2. Windows requires a couple of init calls for the socket stuff.
86
87    That's taken care of by the curl_global_init() call, but if other libs also
88    do it etc there might be reasons for applications to alter that behaviour.
89
90  3. The file descriptors for network communication and file operations are
91     not easily interchangeable as in unix.
92
93    We avoid this by not trying any funny tricks on file descriptors.
94
95  4. When writing data to stdout, Windows makes end-of-lines the DOS way, thus
96     destroying binary data, although you do want that conversion if it is
97     text coming through... (sigh)
98
99    We set stdout to binary under windows
100
101  Inside the source code, We make an effort to avoid '#ifdef [Your OS]'. All
102  conditionals that deal with features *should* instead be in the format
103  '#ifdef HAVE_THAT_WEIRD_FUNCTION'. Since Windows can't run configure scripts,
104  we maintain a curl_config-win32.h file in lib directory that is supposed to
105  look exactly as a curl_config.h file would have looked like on a Windows
106  machine!
107
108  Generally speaking: always remember that this will be compiled on dozens of
109  operating systems. Don't walk on the edge.
110
111 Library
112 =======
113
114  (See LIBCURL-STRUCTS for a separate document describing all major internal
115  structs and their purposes.)
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() is just a wrapper function that makes use of the multi
142  API.  It basically curl_multi_init(), curl_multi_add_handle(),
143  curl_multi_wait(), and curl_multi_perform() until the transfer is done and
144  then returns.
145
146  Some of the most important key functions in url.c are called from multi.c
147  when certain key steps are to be made in the transfer operation.
148
149  o Curl_connect()
150
151    Analyzes the URL, it separates the different components and connects to the
152    remote host. This may involve using a proxy and/or using SSL. The
153    Curl_resolv() function in lib/hostip.c is used for looking up host names
154    (it does then use the proper underlying method, which may vary between
155    platforms and builds).
156
157    When Curl_connect is done, we are connected to the remote site. Then it is
158    time to tell the server to get a document/file. Curl_do() arranges this.
159
160    This function makes sure there's an allocated and initiated 'connectdata'
161    struct that is used for this particular connection only (although there may
162    be several requests performed on the same connect). A bunch of things are
163    inited/inherited from the SessionHandle struct.
164
165  o Curl_do()
166
167    Curl_do() makes sure the proper protocol-specific function is called. The
168    functions are named after the protocols they handle.
169
170    The protocol-specific functions of course deal with protocol-specific
171    negotiations and setup. They have access to the Curl_sendf() (from
172    lib/sendf.c) function to send printf-style formatted data to the remote
173    host and when they're ready to make the actual file transfer they call the
174    Curl_Transfer() function (in lib/transfer.c) to setup the transfer and
175    returns.
176
177    If this DO function fails and the connection is being re-used, libcurl will
178    then close this connection, setup a new connection and re-issue the DO
179    request on that. This is because there is no way to be perfectly sure that
180    we have discovered a dead connection before the DO function and thus we
181    might wrongly be re-using a connection that was closed by the remote peer.
182
183    Some time during the DO function, the Curl_setup_transfer() function must
184    be called with some basic info about the upcoming transfer: what socket(s)
185    to read/write and the expected file transfer sizes (if known).
186
187  o Curl_readwrite()
188
189    Called during the transfer of the actual protocol payload.
190
191    During transfer, the progress functions in lib/progress.c are called at a
192    frequent interval (or at the user's choice, a specified callback might get
193    called). The speedcheck functions in lib/speedcheck.c are also used to
194    verify that the transfer is as fast as required.
195
196  o Curl_done()
197
198    Called after a transfer is done. This function takes care of everything
199    that has to be done after a transfer. This function attempts to leave
200    matters in a state so that Curl_do() should be possible to call again on
201    the same connection (in a persistent connection case). It might also soon
202    be closed with Curl_disconnect().
203
204  o Curl_disconnect()
205
206    When doing normal connections and transfers, no one ever tries to close any
207    connections so this is not normally called when curl_easy_perform() is
208    used. This function is only used when we are certain that no more transfers
209    is going to be made on the connection. It can be also closed by force, or
210    it can be called to make sure that libcurl doesn't keep too many
211    connections alive at the same time.
212
213    This function cleans up all resources that are associated with a single
214    connection.
215
216
217  HTTP(S)
218
219  HTTP offers a lot and is the protocol in curl that uses the most lines of
220  code. There is a special file (lib/formdata.c) that offers all the multipart
221  post functions.
222
223  base64-functions for user+password stuff (and more) is in (lib/base64.c) and
224  all functions for parsing and sending cookies are found in (lib/cookie.c).
225
226  HTTPS uses in almost every means the same procedure as HTTP, with only two
227  exceptions: the connect procedure is different and the function used to read
228  or write from the socket is different, although the latter fact is hidden in
229  the source by the use of Curl_read() for reading and Curl_write() for writing
230  data to the remote server.
231
232  http_chunks.c contains functions that understands HTTP 1.1 chunked transfer
233  encoding.
234
235  An interesting detail with the HTTP(S) request, is the Curl_add_buffer()
236  series of functions we use. They append data to one single buffer, and when
237  the building is done the entire request is sent off in one single write. This
238  is done this way to overcome problems with flawed firewalls and lame servers.
239
240  FTP
241
242  The Curl_if2ip() function can be used for getting the IP number of a
243  specified network interface, and it resides in lib/if2ip.c.
244
245  Curl_ftpsendf() is used for sending FTP commands to the remote server. It was
246  made a separate function to prevent us programmers from forgetting that they
247  must be CRLF terminated. They must also be sent in one single write() to make
248  firewalls and similar happy.
249
250  Kerberos
251
252  The kerberos support is mainly in lib/krb4.c and lib/security.c.
253
254  TELNET
255
256  Telnet is implemented in lib/telnet.c.
257
258  FILE
259
260  The file:// protocol is dealt with in lib/file.c.
261
262  LDAP
263
264  Everything LDAP is in lib/ldap.c and lib/openldap.c
265
266  GENERAL
267
268  URL encoding and decoding, called escaping and unescaping in the source code,
269  is found in lib/escape.c.
270
271  While transferring data in Transfer() a few functions might get used.
272  curl_getdate() in lib/parsedate.c is for HTTP date comparisons (and more).
273
274  lib/getenv.c offers curl_getenv() which is for reading environment variables
275  in a neat platform independent way. That's used in the client, but also in
276  lib/url.c when checking the proxy environment variables. Note that contrary
277  to the normal unix getenv(), this returns an allocated buffer that must be
278  free()ed after use.
279
280  lib/netrc.c holds the .netrc parser
281
282  lib/timeval.c features replacement functions for systems that don't have
283  gettimeofday() and a few support functions for timeval conversions.
284
285  A function named curl_version() that returns the full curl version string is
286  found in lib/version.c.
287
288 Persistent Connections
289 ======================
290
291  The persistent connection support in libcurl requires some considerations on
292  how to do things inside of the library.
293
294  o The 'SessionHandle' struct returned in the curl_easy_init() call must never
295    hold connection-oriented data. It is meant to hold the root data as well as
296    all the options etc that the library-user may choose.
297  o The 'SessionHandle' struct holds the "connection cache" (an array of
298    pointers to 'connectdata' structs).
299  o This enables the 'curl handle' to be reused on subsequent transfers.
300  o When libcurl is told to perform a transfer, it first checks for an already
301    existing connection in the cache that we can use. Otherwise it creates a
302    new one and adds that the cache. If the cache is full already when a new
303    conncetion is added added, it will first close the oldest unused one.
304  o When the transfer operation is complete, the connection is left
305    open. Particular options may tell libcurl not to, and protocols may signal
306    closure on connections and then they won't be kept open of course.
307  o When curl_easy_cleanup() is called, we close all still opened connections,
308    unless of course the multi interface "owns" the connections.
309
310  The curl handle must be re-used in order for the persistent connections to
311  work.
312
313 multi interface/non-blocking
314 ============================
315
316  The multi interface is a non-blocking interface to the library. To make that
317  interface work as good as possible, no low-level functions within libcurl
318  must be written to work in a blocking manner. (There are still a few spots
319  violating this rule.)
320
321  One of the primary reasons we introduced c-ares support was to allow the name
322  resolve phase to be perfectly non-blocking as well.
323
324  The FTP and the SFTP/SCP protocols are examples of how we adapt and adjust
325  the code to allow non-blocking operations even on multi-stage command-
326  response protocols. They are built around state machines that return when
327  they would otherwise block waiting for data.  The DICT, LDAP and TELNET
328  protocols are crappy examples and they are subject for rewrite in the future
329  to better fit the libcurl protocol family.
330
331 SSL libraries
332 =============
333
334  Originally libcurl supported SSLeay for SSL/TLS transports, but that was then
335  extended to its successor OpenSSL but has since also been extended to several
336  other SSL/TLS libraries and we expect and hope to further extend the support
337  in future libcurl versions.
338
339  To deal with this internally in the best way possible, we have a generic SSL
340  function API as provided by the sslgen.[ch] system, and they are the only SSL
341  functions we must use from within libcurl. sslgen is then crafted to use the
342  appropriate lower-level function calls to whatever SSL library that is in
343  use.
344
345 Library Symbols
346 ===============
347
348  All symbols used internally in libcurl must use a 'Curl_' prefix if they're
349  used in more than a single file. Single-file symbols must be made static.
350  Public ("exported") symbols must use a 'curl_' prefix. (There are exceptions,
351  but they are to be changed to follow this pattern in future versions.) Public
352  API functions are marked with CURL_EXTERN in the public header files so that
353  all others can be hidden on platforms where this is possible.
354
355 Return Codes and Informationals
356 ===============================
357
358  I've made things simple. Almost every function in libcurl returns a CURLcode,
359  that must be CURLE_OK if everything is OK or otherwise a suitable error code
360  as the curl/curl.h include file defines. The very spot that detects an error
361  must use the Curl_failf() function to set the human-readable error
362  description.
363
364  In aiding the user to understand what's happening and to debug curl usage, we
365  must supply a fair amount of informational messages by using the Curl_infof()
366  function. Those messages are only displayed when the user explicitly asks for
367  them. They are best used when revealing information that isn't otherwise
368  obvious.
369
370 API/ABI
371 =======
372
373  We make an effort to not export or show internals or how internals work, as
374  that makes it easier to keep a solid API/ABI over time. See docs/libcurl/ABI
375  for our promise to users.
376
377 Client
378 ======
379
380  main() resides in src/tool_main.c.
381
382  src/tool_hugehelp.c is automatically generated by the mkhelp.pl perl script
383  to display the complete "manual" and the src/tool_urlglob.c file holds the
384  functions used for the URL-"globbing" support. Globbing in the sense that the
385  {} and [] expansion stuff is there.
386
387  The client mostly messes around to setup its 'config' struct properly, then
388  it calls the curl_easy_*() functions of the library and when it gets back
389  control after the curl_easy_perform() it cleans up the library, checks status
390  and exits.
391
392  When the operation is done, the ourWriteOut() function in src/writeout.c may
393  be called to report about the operation. That function is using the
394  curl_easy_getinfo() function to extract useful information from the curl
395  session.
396
397  It may loop and do all this several times if many URLs were specified on the
398  command line or config file.
399
400 Memory Debugging
401 ================
402
403  The file lib/memdebug.c contains debug-versions of a few functions. Functions
404  such as malloc, free, fopen, fclose, etc that somehow deal with resources
405  that might give us problems if we "leak" them. The functions in the memdebug
406  system do nothing fancy, they do their normal function and then log
407  information about what they just did. The logged data can then be analyzed
408  after a complete session,
409
410  memanalyze.pl is the perl script present in tests/ that analyzes a log file
411  generated by the memory tracking system. It detects if resources are
412  allocated but never freed and other kinds of errors related to resource
413  management.
414
415  Internally, definition of preprocessor symbol DEBUGBUILD restricts code which
416  is only compiled for debug enabled builds. And symbol CURLDEBUG is used to
417  differentiate code which is _only_ used for memory tracking/debugging.
418
419  Use -DCURLDEBUG when compiling to enable memory debugging, this is also
420  switched on by running configure with --enable-curldebug. Use -DDEBUGBUILD
421  when compiling to enable a debug build or run configure with --enable-debug.
422
423  curl --version will list 'Debug' feature for debug enabled builds, and
424  will list 'TrackMemory' feature for curl debug memory tracking capable
425  builds. These features are independent and can be controlled when running
426  the configure script. When --enable-debug is given both features will be
427  enabled, unless some restriction prevents memory tracking from being used.
428
429 Test Suite
430 ==========
431
432  The test suite is placed in its own subdirectory directly off the root in the
433  curl archive tree, and it contains a bunch of scripts and a lot of test case
434  data.
435
436  The main test script is runtests.pl that will invoke test servers like
437  httpserver.pl and ftpserver.pl before all the test cases are performed. The
438  test suite currently only runs on unix-like platforms.
439
440  You'll find a description of the test suite in the tests/README file, and the
441  test case data files in the tests/FILEFORMAT file.
442
443  The test suite automatically detects if curl was built with the memory
444  debugging enabled, and if it was it will detect memory leaks, too.
445
446 Building Releases
447 =================
448
449  There's no magic to this. When you consider everything stable enough to be
450  released, do this:
451
452    1. Tag the source code accordingly.
453
454    2. run the 'maketgz' script (using 'make distcheck' will give you a pretty
455       good view on the status of the current sources). maketgz requires a
456       version number and creates the release archive. maketgz uses 'make dist'
457       for the actual archive building, why you need to fill in the Makefile.am
458       files properly for which files that should be included in the release
459       archives.
460
461    3. When that's complete, sign the output files.
462
463    4. Upload
464
465    5. Update web site and changelog on site
466
467    6. Send announcement to the mailing lists
468
469  NOTE: you must have curl checked out from git to be able to do a proper
470  release build. The release tarballs do not have everything setup in order to
471  do releases properly.