Socket: Add missing InetSocketProtocol baseclass to relevant socket protocols
[senf.git] / PPI / Connectors.hh
index fe6d5f7..0874551 100644 (file)
@@ -1,6 +1,8 @@
-// Copyright (C) 2007 
-// Fraunhofer Institut fuer offene Kommunikationssysteme (FOKUS)
-// Kompetenzzentrum fuer Satelitenkommunikation (SatCom)
+// $Id$
+//
+// Copyright (C) 2007
+// Fraunhofer Institute for Open Communication Systems (FOKUS)
+// Competence Center NETwork research (NET), St. Augustin, GERMANY
 //     Stefan Bund <g0dil@berlios.de>
 //
 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
@@ -28,7 +30,8 @@
 #include <deque>
 #include <boost/utility.hpp>
 #include <boost/scoped_ptr.hpp>
-#include "../Utils/SafeBool.hh"
+#include "../Utils/safe_bool.hh"
+#include "../Utils/Exception.hh"
 #include "../Packets/Packets.hh"
 #include "predecl.hh"
 #include "detail/Callback.hh"
@@ -42,22 +45,75 @@ namespace ppi {
 namespace connector {
 
     /** \namespace senf::ppi::connector
-        \brief Connector classes 
+        \brief Connector classes
 
-        A connector has two independent properties
+        A connector has three independent properties
         \li it may be \e active or \e passive
         \li it may be an \e input or an \e output
-    
+        \li it has an (optional) packet type
+
         \e Active connectors are activated from within the module, \e passive connectors are
-        signaled by the external framework. \e Input modules receive packets, \e output modules send
-        packets.
+        signaled by the external framework. \e Input connectors receive packets, \e output
+        connectors send packets.
 
         All passive connectors call some onRequest callback whenever I/O needs to be performed. All
-        input modules possess a packet queue.
+        input connectors possess a packet queue.
+
+        We therefore have 4 connector types each of which is parameterized by the type of packet
+        traversing the connector:
+        \li senf::ppi::connector::ActiveInput
+        \li senf::ppi::connector::ActiveOutput 
+        \li senf::ppi::connector::PassiveInput 
+        \li senf::ppi::connector::PassiveOutput.
+
+        Connectors are declared as module data members and are then externally connected to other
+        modules.
+
+        The connectors each take an optional template argument. If this argument is specified, it
+        must be the type of packet expected or sent on this connector. If it is not specified,
+        packets will be passed using the generic Packet handle.
+
+        \code
+        class IpFilter : public senf::ppi::module::Module
+        {
+            SENF_PPI_MODULE(SomeModule);
+
+        public:
+            senf::ppi::connector::ActiveInput<senf::EthernetPacket> input;
+            senf::ppi::connector::PassiveOutput<senf::IpPacket> output;
+
+            IpFilter() {
+                route(input, output);
+                input.onRequest(&IpFilter::onRequest);
+            }
+
+        private:
+            void onRequest() {
+                // 'input()' will return a senf::EthernetPacket packet handle
+                try { output( input().find<senf::IpPacket>() ); }
+                catch (senf::InvalidPacketChainException & ex) { ; }
+            }
+        };
+        \endcode
+
+        \see
+            senf::ppi::module::Module \n
+            senf::ppi::connect() \n
+            \ref ppi_connectors
+     */
+
+    /** \brief Incompatible connectors connected
+
+        This exception is thrown, when two incompatible connectors are connected. This happens if
+        both connectors of a senf::ppi::connect() statement declare a packet type (the connector
+        template argument) but they don't declare the same packet type.
 
-        We therefore have 4 connector types: senf::ppi::ActiveInput, senf::ppi::ActiveOutput,
-        senf::ppi::PassiveInput and senf::ppi::PassiveOutput.
+        You need to ensure, that both connectors use the same packet type.
+
+        \see senf::ppi::connect()
      */
+    struct IncompatibleConnectorsException : public senf::Exception
+    { IncompatibleConnectorsException() : senf::Exception("Incompatible connectors") {} };
 
     /** \brief Connector base-class
 
@@ -72,14 +128,20 @@ namespace connector {
         Connector & peer() const;       ///< Get peer connected to this connector
         module::Module & module() const; ///< Get this connectors containing module
 
+        bool connected() const;         ///< \c true, if connector connected, \c false otherwise
+
     protected:
         Connector();
         virtual ~Connector();
 
         void connect(Connector & target);
-
+        
     private:
+        virtual std::type_info const & packetTypeID();
+
         void setModule(module::Module & module);
+        void init();        
+        virtual void v_init() = 0;        
 
         Connector * peer_;
         module::Module * module_;
@@ -94,16 +156,16 @@ namespace connector {
         of connector (output or input) the respective throttling is called forward or backward
         throttling.
 
-        Passive connectors always handle two throttling states: 
-        
-        \li The \e native throttling state is set manually by the module. It is the throttling state
+        Passive connectors always handle two throttling states:
+
+        - The \e native throttling state is set manually by the module. It is the throttling state
             originating in the current module
-        \li The \e forwarded throttling state is the state as it is received by throttling
+        - The \e forwarded throttling state is the state as it is received by throttling
             notifications
 
         The accumulative throttling state is generated by combining all sub-states.
      */
-    class PassiveConnector 
+    class PassiveConnector
         : public virtual Connector
     {
     public:
@@ -116,17 +178,17 @@ namespace connector {
                                              is a pointer-to-member to a member of the class which
                                              holds this input. In the second case, the pointer will
                                              automatically be bound to the containing instance.
-                                             
+
                                              \param[in] handler Handler to call, whenever an I/O
                                                  operation is to be performed. */
 
-        
+
         bool throttled() const;         ///< Get accumulative throttling state
         bool nativeThrottled() const;   ///< Get native throttling state
 
         void throttle();                ///< Set native throttling
         void unthrottle();              ///< Revoke native throttling
-        
+
         ActiveConnector & peer() const;
 
     protected:
@@ -135,6 +197,8 @@ namespace connector {
         void emit();
 
     private:
+        virtual void v_init();
+
         // Called by the routing to change the remote throttling state
         void notifyThrottle();          ///< Forward a throttle notification to this connector
         void notifyUnthrottle();        ///< Forward an unthrottle notification to this connector
@@ -149,7 +213,7 @@ namespace connector {
         // called by ForwardingRoute to register a new route
         void registerRoute(ForwardingRoute & route);
 
-        typedef detail::Callback<>::type Callback;
+        typedef ppi::detail::Callback<>::type Callback;
         Callback callback_;
 
         bool remoteThrottled_;
@@ -171,10 +235,10 @@ namespace connector {
         notifications. These notifications should then either be processed by the module or be
         forwarded to other connectors.
      */
-    class ActiveConnector 
+    class ActiveConnector
         : public virtual Connector
     {
-        typedef detail::Callback<>::type Callback;
+        typedef ppi::detail::Callback<>::type Callback;
     public:
         template <class Handler>
         void onThrottle(Handler handler); ///< Register throttle notification handler
@@ -198,7 +262,7 @@ namespace connector {
                                              holds this input. In the second case, the pointer will
                                              automatically be bound to the containing instance.
 
-                                             \param[in] handle Handler to call on unthrottle
+                                             \param[in] handler Handler to call on unthrottle
                                                  notifications. */
         void onUnthrottle();            ///< Clear unthrottle notification handler
 
@@ -210,6 +274,8 @@ namespace connector {
         ActiveConnector();
 
     private:
+        virtual void v_init();
+
         // called by the peer() to forward throttling notifications
         void notifyThrottle();
         void notifyUnthrottle();
@@ -223,6 +289,8 @@ namespace connector {
         typedef std::vector<ForwardingRoute*> NotifyRoutes;
         NotifyRoutes notifyRoutes_;
 
+        bool throttled_;        
+
         friend class senf::ppi::ForwardingRoute;
         friend class PassiveConnector;
     };
@@ -247,7 +315,7 @@ namespace connector {
             insertion/deletion but I believe that list is just to expensive since every packet will
             be added to the queue before it can be processed.
      */
-    class InputConnector 
+    class InputConnector
         : public virtual Connector
     {
         typedef std::deque<Packet> Queue;
@@ -255,6 +323,7 @@ namespace connector {
         typedef Queue::const_iterator queue_iterator; ///< Iterator type of the embedded queue
         typedef Queue::size_type size_type; ///< Unsigned type for counting queue elements
 
+
         Packet operator()();            ///< Get a packet
                                         /**< This member is the primary method to access received
                                              data. On passive connectors, this operator will just
@@ -265,6 +334,8 @@ namespace connector {
                                              logic error in the module implementation and an
                                              exception is raised. */
 
+        Packet read();                  ///< Alias for operator()()
+
         OutputConnector & peer() const;
 
         queue_iterator begin() const;   ///< Access queue begin (head)
@@ -276,10 +347,10 @@ namespace connector {
 
     protected:
         InputConnector();
-        
+
     private:
         void enqueue(Packet p);
-        
+
         virtual void v_requestEvent();
         virtual void v_enqueueEvent();
         virtual void v_dequeueEvent();
@@ -288,42 +359,42 @@ namespace connector {
 
         friend class OutputConnector;
     };
-    
+
     /** \brief Output connector base-class
-        
+
         An output connector sends out packets. It may be either an ActiveConnector or a
         PassiveConnector. An output connector does \e not have an built-in queueing, it relies on
         the queueing of the connected input.
      */
-    class OutputConnector 
+    class OutputConnector
         : public virtual Connector
     {
     public:
-        void operator()(Packet p);        ///< Send out a packet
+        void operator()(Packet p);      ///< Send out a packet
+
+        void write(Packet p);           ///< Alias for operator()(Packet p)
 
         InputConnector & peer() const;
 
     protected:
         OutputConnector();
     };
-    
+
     /** \brief Combination of PassiveConnector and InputConnector
 
-        The PassiveInput automatically controls the connectors throttling state using a queueing
-        discipline. The standard queueing discipline is ThresholdQueueing, which throttles the
-        connection whenever the queue length reaches the high threshold and unthrottles the
+        The GenericPassiveInput automatically controls the connectors throttling state using a
+        queueing discipline. The standard queueing discipline is ThresholdQueueing, which throttles
+        the connection whenever the queue length reaches the high threshold and unthrottles the
         connection when the queue reaches the low threshold. The default queueing discipline is
         <tt>ThresholdQueueing(1,0)</tt> which will throttle the input whenever the queue is
         non-empty.
      */
-    class PassiveInput 
+    class GenericPassiveInput
         : public PassiveConnector, public InputConnector,
-          public SafeBool<PassiveInput>
+          public safe_bool<GenericPassiveInput>
     {
     public:
-        PassiveInput();
-
-        ActiveOutput & peer() const;
+        GenericActiveOutput & peer() const;
 
         bool boolean_test() const;      ///< \c true, if ! empty()
 
@@ -331,9 +402,12 @@ namespace connector {
         void qdisc(QDisc const & disc); ///< Change the queueing discipline
                                         /**< The queueing discipline is a class which provides the
                                              QueueingDiscipline interface.
-                                             
+
                                              \param[in] disc New queueing discipline */
 
+    protected:
+        GenericPassiveInput();
+
     private:
         void v_enqueueEvent();
         void v_dequeueEvent();
@@ -344,51 +418,183 @@ namespace connector {
 
     /** \brief Combination of PassiveConnector and OutputConnector
      */
-    class PassiveOutput
+    class GenericPassiveOutput
         : public PassiveConnector, public OutputConnector,
-          public SafeBool<PassiveOutput>
+          public safe_bool<GenericPassiveOutput>
     {
     public:
-        ActiveInput & peer() const;
+        GenericActiveInput & peer() const;
 
         bool boolean_test() const;      ///< Always \c true
 
-        void connect(ActiveInput & target); ///< Internal: Use senf::ppi::connect() instead
+        void connect(GenericActiveInput & target); ///< Internal: Use senf::ppi::connect() instead
+
+        friend class GenericActiveInput;
+
+    protected:
+        GenericPassiveOutput();
 
-        friend class ActiveInput;
     };
 
     /** \brief Combination of ActiveConnector and InputConnector
      */
-    class ActiveInput
+    class GenericActiveInput
         : public ActiveConnector, public InputConnector,
-          public SafeBool<ActiveInput>
+          public safe_bool<GenericActiveInput>
     {
     public:
-        PassiveOutput & peer() const;
+        GenericPassiveOutput & peer() const;
 
         bool boolean_test() const;      ///< \c true, if ! empty() or ! throttled()
 
         void request();                 ///< request more packets without dequeuing any packet
 
+    protected:
+        GenericActiveInput();
+
     private:
         void v_requestEvent();
     };
 
     /** \brief Combination of ActiveConnector and OutputConnector
      */
-    class ActiveOutput
+    class GenericActiveOutput
         : public ActiveConnector, public OutputConnector,
-          public SafeBool<ActiveOutput>
+          public safe_bool<GenericActiveOutput>
     {
     public:
-        PassiveInput & peer() const;
+        GenericPassiveInput & peer() const;
 
         bool boolean_test() const;      ///< \c true if peer() is ! throttled()
 
-        void connect(PassiveInput & target); ///< Internal: Use senf::ppi::connect() instead
+        void connect(GenericPassiveInput & target); ///< Internal: Use senf::ppi::connect() instead
+
+    protected:
+        GenericActiveOutput();
+
+    };
+
+#ifndef DOXYGEN
+
+#   define TypedConnector_Input read
+#   define TypedConnector_Output write
+#   define TypedConnector(pType, dir)                                                             \
+        template <class PacketType>                                                               \
+        class pType ## dir                                                                        \
+            : public Generic ## pType ## dir,                                                     \
+              private detail::Typed ## dir ## Mixin<pType ## dir <PacketType>, PacketType>        \
+        {                                                                                         \
+            typedef detail::Typed ## dir ## Mixin<pType ## dir <PacketType>, PacketType> mixin;   \
+        public:                                                                                   \
+            using mixin::operator();                                                              \
+            using mixin::TypedConnector_ ## dir ;                                                 \
+        private:                                                                                  \
+            virtual std::type_info const & packetTypeID()                                         \
+                { return typeid(typename PacketType::type); }                                     \
+            friend class detail::Typed ## dir ## Mixin<pType ## dir <PacketType>, PacketType>;    \
+        };                                                                                        \
+        template <>                                                                               \
+        class pType ## dir <Packet> : public Generic ## pType ## dir                              \
+        {}
+
+    TypedConnector( Passive, Input  );
+    TypedConnector( Passive, Output );
+    TypedConnector( Active,  Input  );
+    TypedConnector( Active,  Output );
+
+#   undef TypedConnector
+#   undef TypedConnector_Input
+#   undef TypedConnector_Output
+
+#else
+
+    /** \brief Connector actively reading packets
+        
+        \tparam PacketType Type of packet to read. Defaults to senf::Packet
+
+        The %ActiveInput %connector template reads data actively from a connected %module. This
+        class is completely implemented via it's base-class, GenericActiveInput, the only 
+        difference is that read packets are returned as \a PacketType instead of generic 
+        senf::Packet references.
+
+        \see GenericActiveInput \n
+            senf::ppi::connector
+     */
+    template <class PacketType=Packet>
+    class ActiveInput : public GenericActiveInput
+    {
+    public:
+        PacketType operator()();        ///< Read packet
+                                        /**< \throws std::bad_cast, if the %connector receives a
+                                             Packet which is not of type \a PacketType.
+                                             \returns newly read packet reference. */
+        PacketType read();              ///< Alias for operator()
+    };
+
+    /** \brief Connector passively receiving packets
+
+        \tparam PacketType Type of packet to read. Defaults to senf::Packet
+
+        The %PassiveInput %connector template receives packets sent to it from a connected
+        %module. This class is completely implemented via it's base-class, GenericPassiveInput, 
+        the only difference is that read packets are returned as \a PacketType instead of generic
+        senf::Packet references.
+
+        \see GenericPassiveInput \n
+            senf::ppi::connector
+     */
+    template <class PacketType=Packet>
+    class PassiveInput : public GenericPassiveInput
+    {
+    public:
+        PacketType operator()();        ///< Read packet
+                                        /**< \throws std::bad_cast, if the %connector receives a
+                                             Packet which is not of type \a PacketType.
+                                             \returns newly read packet reference. */
+        PacketType read();              ///< Alias for operator()
+    };
+
+    /** \brief Connector actively sending packets
+
+        \tparam PacketType Type of packet to send. Defaults to senf::Packet
+
+        The %ActiveOutput %connector template sends data actively to a connected %module. This 
+        class is completely implemented via it's base-class, GenericActiveOutput, the only
+        difference is that it only sends packets of type \a PacketType.
+
+        \see GenericActiveOutput \n
+            senf::ppi::connector
+     */
+    template <class PacketType=Packet>
+    class ActiveOutput : public GenericActiveOutput
+    {
+    public:
+        operator()(PacketType packet);  ///< Send out a packet
+        void write(PacketType packet);  ///< Alias for operator()
     };
 
+    /** \brief Connector passively providing packets
+
+        \tparam PacketType Type of packet to send. Defaults to senf::Packet
+
+        The %PassiveOutput %connector template provides data passively to a connected %module 
+        whenever signaled. This class is completely implemented via it's base-class, 
+        GenericPassiveOutput, the only difference is that it only sends packets of type 
+        \a PacketType.
+
+        \see GenericPassiveOutput \n
+            senf::ppi::connector
+     */
+    template <class PacketType=Packet>
+    class PassiveOutput : public GenericPassiveOutput
+    {
+    public:
+        operator()(PacketType packet);  ///< Send out a packet
+        void write(PacketType packet);  ///< Alias for operator()
+    };
+
+#endif
+
 }}}
 
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