d5a7d1d92330e02f9f2114a15eb48fdd57c04570
[osl.git] / osl.h.in
1 /*
2  * Copyright (C) 2007-2009 Andre Noll <maan@systemlinux.org>
3  *
4  * Licensed under the GPL v2. For licencing details see COPYING.
5  */
6
7 /** \file osl.h User interface for the object storage layer. */
8
9 #include <sys/mman.h>
10 #include <inttypes.h>
11
12 /** Export all declarations in this file. */
13 #pragma GCC visibility push(default)
14
15 /** Describes an object of the object storage layer (osl) */
16 struct osl_object {
17         /** Pointer to the data of the object. */
18         void *data;
19         /** The object's size. */
20         size_t size;
21 };
22
23 /** Flags that change the internal handling of osl tables. */
24 enum osl_table_flags {
25         /** This table will have many rows. */
26         OSL_LARGE_TABLE = 1
27 };
28
29 /** The three different types of storage for an osl column */
30 enum osl_storage_type {
31         /**
32          * All data for this column is stored in one file which gets mmapped by
33          * osl_open_table(). This is suitable for columns that do not hold much
34          * data.
35          */
36         OSL_MAPPED_STORAGE,
37         /**
38          * Each entry is stored on disk and is loaded on demand by
39          * open_disk_object(). This is the preferable storage type for large
40          * objects that need not be in memory all the time.
41          */
42          OSL_DISK_STORAGE,
43         /**
44          * Objects for columns of this type are volatile: They are only stored
45          * in memory and are discarded once the table gets closed.
46          */
47         OSL_NO_STORAGE
48 };
49
50 /**
51  * Additional per-column flags
52  */
53 enum osl_storage_flags {
54         /**
55          * Build an rbtree for this column. This is only possible if the
56          * storage type of the column is either \a OSL_MAPPED_STORAGE or \a
57          * OSL_NO_STORAGE. In order to lookup objects in the table by using \a
58          * osl_get_row(), the lookup column must have an associated rbtree.
59          *
60          * \sa osl_storage_type, osl_get_row()
61          */
62         OSL_RBTREE = 1,
63         /** The data for this column will have constant size. */
64         OSL_FIXED_SIZE = 2,
65         /** All values of this column will be different. */
66         OSL_UNIQUE = 4,
67         /** Do not free the data for this column (\p OSL_NO_STORAGE). */
68         OSL_DONT_FREE = 8
69 };
70
71 /** Opaque osl table structure. */
72 struct osl_table;
73 /** Opaque osl row structure. */
74 struct osl_row;
75
76 /**
77  * In order to build up an rbtree a compare function for the objects must be
78  * specified. Such a function always takes pointers to the two objects to be
79  * compared. It must return -1, zero, or 1, if the first argument is considered
80  * to  be  respectively less than, equal to, or greater than the second. If two
81  * members compare as equal, their order in the rbtree is undefined.
82  */
83 typedef int osl_compare_func(const struct osl_object *obj1,
84         const struct osl_object *obj2);
85
86 /**
87  * The osl_rbreee_loop functions take a function pointer of this type. For each
88  * node in the rbtree, the given function is called.
89  *
90  * \sa osl_rbtree_loop(), osl_rbtree_loop_reverse().
91  */
92 typedef int osl_rbtree_loop_func(struct osl_row *row, void *data);
93
94 /**
95  * Describes one column of a osl table.
96  */
97 struct osl_column_description {
98         /** One of the tree possible types of storage, \sa osl_storage_type. */
99         uint16_t storage_type;
100         /** Specifies further properties of the column, \sa osl_storage_flags. */
101         uint16_t storage_flags;
102         /**
103          * The column name determines the name of the directory where all data
104          * for this column will be stored. Its hash is stored in the table
105          * header. This field is ignored if the storage type is \a NO_STORAGE
106          */
107         char *name;
108         /**
109          * For columns with an associated rbtree, this must point to a function
110          * that compares the values of two objects, either a built-in function
111          * or a function defined by the application may be supplied.  This
112          * field is ignored if the column does not have an associated rbtree.
113          *
114          * \sa osl_storage_flags, osl_compare_func
115          */
116         osl_compare_func *compare_function;
117         /**
118          * If the \a OSL_FIXED_SIZE flag is set for this column, this value
119          * determines the fixed size of all objects of this column. It is
120          * ignored, if \a OSL_FIXED_SIZE is not set.
121          */
122         uint32_t data_size;
123 };
124
125 /**
126  * Describes one osl table.
127  */
128 struct osl_table_description {
129         /** The directory which contains all files of this table. */
130         const char *dir;
131         /**
132          * The table name. A subdirectory of \a dir called \a name is created
133          * at table creation time. It must be a valid name for a subdirectory.
134          * In particular, no slashes are allowed for \a name.
135          */
136         const char *name;
137         /** The number of columns of this table. */
138         uint16_t num_columns;
139         /** Further table-wide information, \sa osl_table_flags. */
140         uint8_t flags;
141         /** The array describing the individual columns of the table. */
142         struct osl_column_description *column_descriptions;
143 };
144
145 /** Flags to be passed to \a osl_close_table(). */
146 enum osl_close_flags {
147         /**
148          * The table header contains a "dirty" flag which specifies whether
149          * the table is currently open by another process. This flag specifies
150          * that the dirty flag should be cleared before closing the table.
151          */
152         OSL_MARK_CLEAN = 1,
153         /**
154          * If the table contains columns of type \a OSL_NO_STORAGE and this
155          * flag is passed to osl_close_table(), free(3) is called for each
156          * object of each column of type \a OSL_NO_STORAGE.
157          */
158         OSL_FREE_VOLATILE = 2
159 };
160
161 /**
162  * Create a new osl table.
163  *
164  * \param desc Pointer to the table description.
165  *
166  * \return Standard.
167  */
168 int osl_create_table(const struct osl_table_description *desc);
169
170 /**
171  * Open an osl table.
172  *
173  * Each osl table must be opened before its data can be accessed.
174  *
175  * \param desc Describes the table to be opened.
176  * \param result Contains a pointer to the open table on success.
177  *
178  * The table description given by \a desc should coincide with the
179  * description used at creation time.
180  *
181  * \return Standard.
182  */
183 int osl_open_table(const struct osl_table_description *desc,
184         struct osl_table **result);
185
186 /**
187  * Close an osl table.
188  *
189  * \param t Pointer to the table to be closed.
190  * \param flags Options for what should be cleaned up.
191  *
192  * If osl_open_table() succeeds, the resulting table pointer must later be
193  * passed to this function in order to flush all changes to the file system and
194  * to free the resources that were allocated by osl_open_table().
195  *
196  * \return Standard.
197  *
198  * \sa osl_open_table(), unmap_table().
199  */
200 int osl_close_table(struct osl_table *t, enum osl_close_flags flags);
201
202 /**
203  * Get the row that contains the given object.
204  *
205  * \param t Pointer to an open osl table.
206  * \param col_num The number of the column to be searched.
207  * \param obj The object to be looked up.
208  * \param result Points to the row containing \a obj.
209  *
210  * Lookup \a obj in \a t and return the row containing \a obj. The column
211  * specified by \a col_num must have an associated rbtree.
212  *
213  * \return Standard.
214  *
215  * \sa osl_storage_flags
216  */
217 int osl_get_row(const struct osl_table *t, unsigned col_num,
218         const struct osl_object *obj, struct osl_row **result);
219
220 /**
221  * Retrieve an object identified by row and column
222  *
223  * \param t Pointer to an open osl table.
224  * \param row Pointer to the row.
225  * \param col_num The column number.
226  * \param object The result pointer.
227  *
228  * The column determined by \a col_num must be of type \p OSL_MAPPED_STORAGE
229  * or \p OSL_NO_STORAGE, i.e. no disk storage objects may be retrieved by this
230  * function.
231  *
232  * \return Standard.
233  *
234  * \sa osl_storage_type, osl_open_disk_object().
235  */
236 int osl_get_object(const struct osl_table *t, const struct osl_row *row,
237         unsigned col_num, struct osl_object *object);
238
239 /**
240  * Retrieve an object of type \p OSL_DISK_STORAGE by row and column.
241  *
242  * \param t Pointer to an open osl table.
243  * \param r Pointer to the row containing the object.
244  * \param col_num The column number.
245  * \param obj Points to the result upon successful return.
246  *
247  * For columns of type \p OSL_DISK_STORAGE, this function must be used to
248  * retrieve one of its containing objects. Afterwards, osl_close_disk_object()
249  * must be called in order to deallocate the resources.
250  *
251  * \return Standard.
252  *
253  * \sa osl_get_object(), osl_storage_type, osl_close_disk_object().
254  */
255 int osl_open_disk_object(const struct osl_table *t,
256         const struct osl_row *r, unsigned col_num, struct osl_object *obj);
257
258 /**
259  * Free resources that were allocated during osl_open_disk_object().
260  *
261  * \param obj Pointer to the object previously returned by open_disk_object().
262  *
263  * \return The return value of the underlying call to munmap().
264  *
265  * \sa munmap(2).
266  */
267 int osl_close_disk_object(struct osl_object *obj);
268
269 /**
270  * Add a new row to an osl table and retrieve this row.
271  *
272  * \param t Pointer to an open osl table.
273  * \param objects Array of objects to be added.
274  * \param row Result pointer.
275  *
276  * The \a objects parameter must point to an array containing one object per
277  * column.  The order of the objects in the array is given by the table
278  * description of \a table. Several sanity checks are performed during object
279  * insertion and the function returns without modifying the table if any of
280  * these tests fail.  In fact, it is atomic in the sense that it either
281  * succeeds or leaves the table unchanged (i.e. either all or none of the
282  * objects are added to the table).
283  *
284  * It is considered an error if an object is added to a column with associated
285  * rbtree if this object is equal to an object already contained in that column
286  * (i.e. the compare function for the column's rbtree returns zero).
287  *
288  * \return Standard.
289  *
290  * \sa struct osl_table_description, osl_compare_func, osl_add_row().
291  */
292 int osl_add_and_get_row(struct osl_table *t, struct osl_object *objects,
293         struct osl_row **row);
294
295
296 /**
297  * Add a new row to an osl table.
298  *
299  * \param t Same meaning as osl_add_and_get_row().
300  * \param objects Same meaning as osl_add_and_get_row().
301  *
302  * \return The return value of the underlying call to osl_add_and_get_row().
303  *
304  * This is equivalent to osl_add_and_get_row(t, objects, NULL).
305  */
306 int osl_add_row(struct osl_table *t, struct osl_object *objects);
307
308 /**
309  * Delete a row from an osl table.
310  *
311  * \param t Pointer to an open osl table.
312  * \param row Pointer to the row to delete.
313  *
314  * This removes all disk storage objects, removes all rbtree nodes,  and frees
315  * all volatile objects belonging to the given row. For mapped columns, the
316  * data is merely marked invalid and may be pruned from time to time by
317  * osl_fsck.
318  *
319  * \return Standard.
320  */
321 int osl_del_row(struct osl_table *t, struct osl_row *row);
322
323 /**
324  * Loop over all nodes in an rbtree.
325  *
326  * \param t Pointer to an open osl table.
327  * \param col_num The column to use for iterating over the elements.
328  * \param private_data Pointer that gets passed to \a func.
329  * \param func The function to be called for each node in the rbtree.
330  *
331  * This function does an in-order walk of the rbtree associated with \a
332  * col_num. It is an error if the \p OSL_RBTREE flag is not set for this
333  * column. For each node in the rbtree, the given function \a func is called
334  * with two pointers as arguments: The first osl_row* argument points to the
335  * row that contains the object corresponding to the rbtree node currently
336  * traversed, and the \a private_data pointer is passed verbatim to \a func as the
337  * second argument. The loop terminates either if \a func returns a negative
338  * value, or if all nodes of the tree have been visited.
339  *
340  *
341  * \return Standard. If the termination of the loop was caused by \a func
342  * returning a negative value, \p -E_OSL_LOOP is returned.
343  *
344  * \sa osl_storage_flags, osl_rbtree_loop_reverse(), osl_compare_func.
345  */
346 int osl_rbtree_loop(const struct osl_table *t, unsigned col_num,
347         void *private_data, osl_rbtree_loop_func *func);
348
349 /**
350  * Loop over all nodes in an rbtree in reverse order.
351  *
352  * \param t Identical meaning as in \p osl_rbtree_loop().
353  * \param col_num Identical meaning as in \p osl_rbtree_loop().
354  * \param private_data Identical meaning as in \p osl_rbtree_loop().
355  * \param func Identical meaning as in \p osl_rbtree_loop().
356  *
357  * This function is identical to \p osl_rbtree_loop(), the only difference
358  * is that the tree is walked in reverse order.
359  *
360  * \return The same return value as \p osl_rbtree_loop().
361  *
362  * \sa osl_rbtree_loop().
363  */
364 int osl_rbtree_loop_reverse(const struct osl_table *t, unsigned col_num,
365         void *private_data, osl_rbtree_loop_func *func);
366
367 /**
368  * Change an object in an osl table.
369  *
370  * \param t Pointer to an open osl table.
371  * \param r Pointer to the row containing the object to be updated.
372  * \param col_num Number of the column containing the object to be updated.
373  * \param obj Pointer to the replacement object.
374  *
375  * This function  gets rid of all references to the old object. This includes
376  * removal of the rbtree node in case there is an rbtree associated with \a
377  * col_num. It then inserts \a obj into the table and the rbtree if necessary.
378  *
379  * If the \p OSL_RBTREE flag is set for \a col_num, you \b MUST call this
380  * function in order to change the contents of an object, even for volatile or
381  * mapped columns of constant size (which may be updated directly if \p
382  * OSL_RBTREE is not set).  Otherwise the rbtree might become corrupted.
383  *
384  * \return Standard
385  */
386 int osl_update_object(struct osl_table *t, const struct osl_row *r,
387         unsigned col_num, struct osl_object *obj);
388
389 /**
390  * Get the number of rows of the given table.
391  *
392  * \param t Pointer to an open osl table.
393  * \param num_rows Result is returned here.
394  *
395  * The number of rows returned via \a num_rows excluding any invalid rows.
396  *
397  * \return Positive on success, \p -E_OSL_BAD_TABLE if \a t is \p NULL.
398  */
399 int osl_get_num_rows(const struct osl_table *t, unsigned *num_rows);
400
401
402 /**
403  * Get the row corresponding to the smallest rbtree node of a column.
404  *
405  * \param t An open rbtree table.
406  * \param col_num The number of the rbtree column.
407  * \param result A pointer to the first row is returned here.
408  *
409  * The rbtree node of the smallest object (with respect to the corresponding
410  * compare function) is selected and the row containing this object is
411  * returned. It is an error if \a col_num refers to a column without an
412  * associated rbtree.
413  *
414  * \return Standard.
415  *
416  * \sa osl_get_nth_row(), osl_rbtree_last_row().
417  */
418 int osl_rbtree_first_row(const struct osl_table *t, unsigned col_num,
419         struct osl_row **result);
420
421 /**
422  * Get the row corresponding to the greatest rbtree node of a column.
423  *
424  * \param t The same meaning as in \p osl_rbtree_first_row().
425  * \param col_num The same meaning as in \p osl_rbtree_first_row().
426  * \param result The same meaning as in \p osl_rbtree_first_row().
427  *
428  * This function works just like osl_rbtree_first_row(), the only difference
429  * is that the row containing the greatest rather than the smallest object is
430  * returned.
431  *
432  * \return Standard.
433  *
434  * \sa osl_get_nth_row(), osl_rbtree_first_row().
435  */
436 int osl_rbtree_last_row(const struct osl_table *t, unsigned col_num,
437         struct osl_row **result);
438
439 /**
440  * Get the row with n-th greatest value.
441  *
442  * \param t Pointer to an open osl table.
443  * \param col_num The column number.
444  * \param n The rank of the desired row.
445  * \param result Row is returned here.
446  *
447  * Retrieve the n-th order statistic with respect to the compare function
448  * of the rbtree column \a col_num. In other words, get the row with
449  * \a n th greatest value in column \a col_num. It is an error if
450  * \a col_num is not a rbtree column, or if \a n is larger than the
451  * number of rows in the table.
452  *
453  * \return Standard.
454  *
455  * \sa osl_storage_flags, osl_compare_func, osl_get_row(),
456  * osl_rbtree_last_row(), osl_rbtree_first_row(), osl_get_rank().
457  */
458 int osl_get_nth_row(const struct osl_table *t, unsigned col_num,
459         unsigned n, struct osl_row **result);
460
461 /**
462  * Get the rank of a row.
463  *
464  * \param t An open osl table.
465  * \param r The row to get the rank of.
466  * \param col_num The number of an rbtree column.
467  * \param rank Result pointer.
468  *
469  * The rank is, by definition, the position of the row in the linear order
470  * determined by an in-order tree walk of the rbtree associated with column
471  * number \a col_num of \a table.
472  *
473  * \return Standard.
474  *
475  * \sa osl_get_nth_row().
476  */
477 int osl_get_rank(const struct osl_table *t, struct osl_row *r,
478         unsigned col_num, unsigned *rank);
479
480 /**
481  * Get a string describing the error code passed in the argument.
482  *
483  * \param num The error code.
484  *
485  * This works just like strerror(3). The given number must be an osl error
486  * code. The result must not be freed by the caller.
487  *
488  * \return The error text corresponding to an osl error code.
489  */
490 const char *osl_strerror(int num);
491
492 #pragma GCC visibility pop