Add struct/variant/enum named type to type scope
[babeltrace.git] / include / babeltrace / types.h
index 23fec0fcfcba89c48fd2715b30b55e0daa389b7a..fd174b08c3704be074129bd7a094da3b72bb3a66 100644 (file)
 /*
  * BabelTrace
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- * Type header
+ * Type Header
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- * Copyright (c) 2010 Mathieu Desnoyers <mathieu.desnoyers@efficios.com>
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+ */
+
+#include <babeltrace/align.h>
+#include <babeltrace/list.h>
+#include <stdbool.h>
+#include <stdint.h>
+#include <limits.h>
+#include <string.h>
+#include <glib.h>
+#include <assert.h>
+
+/* Preallocate this many fields for structures */
+#define DEFAULT_NR_STRUCT_FIELDS 8
+
+/*
+ * Always update stream_pos with move_pos and init_pos.
+ */
+struct stream_pos {
+       char *base;             /* Base address */
+       size_t offset;          /* Offset from base, in bits */
+       int dummy;              /* Dummy position, for length calculation */
+};
+
+static inline
+void init_pos(struct stream_pos *pos, char *base)
+{
+       pos->base = base;       /* initial base, page-aligned */
+       pos->offset = 0;
+       pos->dummy = false;
+}
+
+/*
+ * move_pos - move position of a relative bit offset
+ *
+ * TODO: allow larger files by updating base too.
+ */
+static inline
+void move_pos(struct stream_pos *pos, size_t offset)
+{
+       pos->offset = pos->offset + offset;
+}
+
+/*
+ * align_pos - align position on a bit offset (> 0)
  *
- * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
- * License along with this library; if not, write to the Free Software
- * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
+ * TODO: allow larger files by updating base too.
+ */
+static inline
+void align_pos(struct stream_pos *pos, size_t offset)
+{
+       pos->offset += offset_align(pos->offset, offset);
+}
+
+static inline
+void copy_pos(struct stream_pos *dest, struct stream_pos *src)
+{
+       memcpy(dest, src, sizeof(struct stream_pos));
+}
+
+static inline
+char *get_pos_addr(struct stream_pos *pos)
+{
+       /* Only makes sense to get the address after aligning on CHAR_BIT */
+       assert(!(pos->offset % CHAR_BIT));
+       return pos->base + (pos->offset / CHAR_BIT);
+}
+
+struct format;
+struct declaration;
+
+/* type scope */
+struct type_scope {
+       /* Hash table mapping type name GQuark to "struct declaration" */
+       GHashTable *type_declarations;
+       /* Hash table mapping struct name GQuark to "struct type_struct" */
+       GHashTable *struct_types;
+       /* Hash table mapping variant name GQuark to "struct type_variant" */
+       GHashTable *variant_types;
+       /* Hash table mapping enum name GQuark to "struct type_enum" */
+       GHashTable *enum_types;
+       struct type_scope *parent_scope;
+};
+
+/* declaration scope */
+struct declaration_scope {
+       /* Hash table mapping field name GQuark to "struct declaration" */
+       GHashTable *declarations;
+       struct declaration_scope *parent_scope;
+};
+
+enum ctf_type_id {
+       CTF_TYPE_UNKNOWN = 0,
+       CTF_TYPE_INTEGER,
+       CTF_TYPE_FLOAT,
+       CTF_TYPE_ENUM,
+       CTF_TYPE_STRING,
+       CTF_TYPE_STRUCT,
+       CTF_TYPE_VARIANT,
+       CTF_TYPE_ARRAY,
+       CTF_TYPE_SEQUENCE,
+       NR_CTF_TYPES,
+};
+
+struct type {
+       enum ctf_type_id id;
+       GQuark name;            /* type name */
+       size_t alignment;       /* type alignment, in bits */
+       int ref;                /* number of references to the type */
+       /*
+        * type_free called with type ref is decremented to 0.
+        */
+       void (*type_free)(struct type *type);
+       struct declaration *
+               (*declaration_new)(struct type *type,
+                                  struct declaration_scope *parent_scope);
+       /*
+        * declaration_free called with declaration ref is decremented to 0.
+        */
+       void (*declaration_free)(struct declaration *declaration);
+       /*
+        * Declaration copy function. Knows how to find the child declaration
+        * from the parent declaration.
+        */
+       void (*copy)(struct stream_pos *dest, const struct format *fdest, 
+                    struct stream_pos *src, const struct format *fsrc,
+                    struct declaration *declaration);
+};
+
+struct declaration {
+       struct type *type;
+       int ref;                /* number of references to the declaration */
+};
+
+/*
+ * Because we address in bits, bitfields end up being exactly the same as
+ * integers, except that their read/write functions must be able to deal with
+ * read/write non aligned on CHAR_BIT.
+ */
+struct type_integer {
+       struct type p;
+       size_t len;             /* length, in bits. */
+       int byte_order;         /* byte order */
+       int signedness;
+};
+
+struct declaration_integer {
+       struct declaration p;
+       struct type_integer *type;
+       /* Last values read */
+       union {
+               uint64_t _unsigned;
+               int64_t _signed;
+       } value;
+};
+
+struct type_float {
+       struct type p;
+       struct type_integer *sign;
+       struct type_integer *mantissa;
+       struct type_integer *exp;
+       int byte_order;
+       /* TODO: we might want to express more info about NaN, +inf and -inf */
+};
+
+struct declaration_float {
+       struct declaration p;
+       struct type_float *type;
+       /* Last values read */
+       long double value;
+};
+
+/*
+ * enum_val_equal assumes that signed and unsigned memory layout overlap.
+ */
+struct enum_range {
+       union {
+               int64_t _signed;
+               uint64_t _unsigned;
+       } start;        /* lowest range value */
+       union {
+               int64_t _signed;
+               uint64_t _unsigned;
+       } end;          /* highest range value */
+};
+
+struct enum_range_to_quark {
+       struct cds_list_head node;
+       struct enum_range range;
+       GQuark quark;
+};
+
+/*
+ * We optimize the common case (range of size 1: single value) by creating a
+ * hash table mapping values to quark sets. We then lookup the ranges to
+ * complete the quark set.
+ *
+ * TODO: The proper structure to hold the range to quark set mapping would be an
+ * interval tree, with O(n) size, O(n*log(n)) build time and O(log(n)) query
+ * time. Using a simple O(n) list search for now for implementation speed and
+ * given that we can expect to have a _relatively_ small number of enumeration
+ * ranges. This might become untrue if we are fed with symbol tables often
+ * required to lookup function names from instruction pointer value.
+ */
+struct enum_table {
+       GHashTable *value_to_quark_set;         /* (value, GQuark GArray) */
+       struct cds_list_head range_to_quark;    /* (range, GQuark) */
+       GHashTable *quark_to_range_set;         /* (GQuark, range GArray) */
+};
+
+struct type_enum {
+       struct type p;
+       struct type_integer *integer_type;
+       struct enum_table table;
+};
+
+struct declaration_enum {
+       struct declaration p;
+       struct declaration_integer *integer;
+       struct type_enum *type;
+       /* Last GQuark values read. Keeping a reference on the GQuark array. */
+       GArray *value;
+};
+
+struct type_string {
+       struct type p;
+};
+
+struct declaration_string {
+       struct declaration p;
+       struct type_string *type;
+       char *value;    /* freed at declaration_string teardown */
+};
+
+struct type_field {
+       GQuark name;
+       struct type *type;
+};
+
+struct field {
+       GQuark name;
+       struct declaration *declaration;
+};
+
+struct type_struct {
+       struct type p;
+       GHashTable *fields_by_name;     /* Tuples (field name, field index) */
+       struct type_scope *scope;
+       GArray *fields;                 /* Array of type_field */
+};
+
+struct declaration_struct {
+       struct declaration p;
+       struct type_struct *type;
+       struct declaration_scope *scope;
+       GArray *fields;                 /* Array of struct field */
+};
+
+struct type_variant {
+       struct type p;
+       GHashTable *fields_by_tag;      /* Tuples (field tag, field index) */
+       struct type_scope *scope;
+       GArray *fields;                 /* Array of type_field */
+};
+
+struct declaration_variant {
+       struct declaration p;
+       struct type_variant *type;
+       struct declaration_scope *scope;
+       struct declaration *enum_tag;
+       GArray *fields;                 /* Array of struct field */
+       struct field *current_field;    /* Last field read */
+};
+
+struct type_array {
+       struct type p;
+       size_t len;
+       struct type *elem;
+       struct type_scope *scope;
+};
+
+struct declaration_array {
+       struct declaration p;
+       struct type_array *type;
+       struct declaration_scope *scope;
+       struct field current_element;           /* struct field */
+};
+
+struct type_sequence {
+       struct type p;
+       struct type_integer *len_type;
+       struct type *elem;
+       struct type_scope *scope;
+};
+
+struct declaration_sequence {
+       struct declaration p;
+       struct type_sequence *type;
+       struct declaration_scope *scope;
+       struct declaration_integer *len;
+       struct field current_element;           /* struct field */
+};
+
+/*
+ * type_declaration is for typedef and typealias. They are registered
+ * into type scopes.
+ */
+int register_type_declaration(GQuark type_name, struct declaration *declaration,
+                             struct type_scope *scope);
+struct declaration *lookup_type_declaration(GQuark type_name,
+                                           struct type_scope *scope);
+
+/*
+ * Type scopes also contain a separate registry for struct, variant and
+ * enum types. Those register types rather than type declarations, so
+ * that a named variant can be declared without specifying its target
+ * "choice" tag field immediately.
+ */
+int register_struct_type(GQuark struct_name, struct type_struct *struct_type,
+                        struct type_scope *scope);
+struct type_struct *lookup_struct_type(GQuark struct_name,
+                                      struct type_scope *scope);
+int register_variant_type(GQuark variant_name,
+                         struct type_variant *variant_type,
+                         struct type_scope *scope);
+struct type_variant *lookup_variant_type(GQuark variant_name,
+                                        struct type_scope *scope);
+int register_enum_type(GQuark enum_name, struct type_enum *enum_type,
+                      struct type_scope *scope);
+struct type_enum *lookup_enum_type(GQuark enum_name,
+                                  struct type_scope *scope);
+
+struct type_scope *new_type_scope(struct type_scope *parent_scope);
+void free_type_scope(struct type_scope *scope);
+
+/*
+ * field_declaration is for field declarations. They are registered into
+ * declaration scopes.
+ */
+struct declaration *
+       lookup_field_declaration(GQuark field_name,
+                                struct declaration_scope *scope);
+int register_field_declaration(GQuark field_name,
+                              struct declaration *declaration,
+                              struct declaration_scope *scope);
+struct declaration_scope *
+       new_declaration_scope(struct declaration_scope *parent_scope);
+void free_declaration_scope(struct declaration_scope *scope);
+
+void type_ref(struct type *type);
+void type_unref(struct type *type);
+
+void declaration_ref(struct declaration *declaration);
+void declaration_unref(struct declaration *declaration);
+
+/* Nameless types can be created by passing a NULL name */
+
+struct type_integer *integer_type_new(const char *name,
+                                     size_t len, int byte_order,
+                                     int signedness, size_t alignment);
+
+/*
+ * mantissa_len is the length of the number of bytes represented by the mantissa
+ * (e.g. result of DBL_MANT_DIG). It includes the leading 1.
+ */
+struct type_float *float_type_new(const char *name,
+                                 size_t mantissa_len,
+                                 size_t exp_len, int byte_order,
+                                 size_t alignment);
+
+/*
+ * A GQuark can be translated to/from strings with g_quark_from_string() and
+ * g_quark_to_string().
+ */
+
+/*
+ * Returns a GArray of GQuark or NULL.
+ * Caller must release the GArray with g_array_unref().
+ */
+GArray *enum_uint_to_quark_set(const struct type_enum *enum_type, uint64_t v);
+
+/*
+ * Returns a GArray of GQuark or NULL.
+ * Caller must release the GArray with g_array_unref().
+ */
+GArray *enum_int_to_quark_set(const struct type_enum *enum_type, uint64_t v);
+
+/*
+ * Returns a GArray of struct enum_range or NULL.
+ * Callers do _not_ own the returned GArray (and therefore _don't_ need to
+ * release it).
+ */
+GArray *enum_quark_to_range_set(const struct type_enum *enum_type, GQuark q);
+void enum_signed_insert(struct type_enum *enum_type,
+                        int64_t start, int64_t end, GQuark q);
+void enum_unsigned_insert(struct type_enum *enum_type,
+                         uint64_t start, uint64_t end, GQuark q);
+size_t enum_get_nr_enumerators(struct type_enum *enum_type);
+
+struct type_enum *enum_type_new(const char *name,
+                               struct type_integer *integer_type);
+
+struct type_struct *struct_type_new(const char *name,
+                                   struct type_scope *parent_scope);
+void struct_type_add_field(struct type_struct *struct_type,
+                          const char *field_name, struct type *field_type);
+/*
+ * Returns the index of a field within a structure.
+ */
+unsigned long struct_type_lookup_field_index(struct type_struct *struct_type,
+                                            GQuark field_name);
+/*
+ * field returned only valid as long as the field structure is not appended to.
+ */
+struct type_field *
+struct_type_get_field_from_index(struct type_struct *struct_type,
+                                unsigned long index);
+struct field *
+struct_get_field_from_index(struct declaration_struct *struct_declaration,
+                           unsigned long index);
+
+/*
+ * The tag enumeration is validated to ensure that it contains only mappings
+ * from numeric values to a single tag. Overlapping tag value ranges are
+ * therefore forbidden.
+ */
+struct type_variant *variant_type_new(const char *name,
+                                     struct type_scope *parent_scope);
+void variant_type_add_field(struct type_variant *variant_type,
+                           const char *tag_name, struct type *tag_type);
+struct type_field *
+variant_type_get_field_from_tag(struct type_variant *variant_type, GQuark tag);
+/*
+ * Returns 0 on success, -EPERM on error.
+ */
+int variant_declaration_set_tag(struct declaration_variant *variant,
+                               struct declaration *enum_tag);
+/*
+ * Returns the field selected by the current tag value.
+ * field returned only valid as long as the variant structure is not appended
+ * to.
+ */
+struct field *
+variant_get_current_field(struct declaration_variant *variant);
+
+/*
+ * elem_type passed as parameter now belongs to the array. No need to free it
+ * explicitly. "len" is the number of elements in the array.
+ */
+struct type_array *array_type_new(const char *name,
+                                 size_t len, struct type *elem_type,
+                                 struct type_scope *parent_scope);
+
+/*
+ * int_type and elem_type passed as parameter now belong to the sequence. No
+ * need to free them explicitly.
  */
+struct type_sequence *sequence_type_new(const char *name,
+                                       struct type_integer *len_type, 
+                                       struct type *elem_type,
+                                       struct type_scope *parent_scope);
 
 #endif /* _BABELTRACE_TYPES_H */
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