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[senf.git] / Mainpage.dox
1 // Copyright (C) 2007 
2 // Fraunhofer Institute for Open Communication Systems (FOKUS) 
3 // Competence Center NETwork research (NET), St. Augustin, GERMANY 
4 //     Stefan Bund <g0dil@berlios.de>
5 //
6 // This program is free software; you can redistribute it and/or modify
7 // it under the terms of the GNU General Public License as published by
8 // the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
9 // (at your option) any later version.
10 //
11 // This program is distributed in the hope that it will be useful,
12 // but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
13 // MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
14 // GNU General Public License for more details.
15 //
16 // You should have received a copy of the GNU General Public License
17 // along with this program; if not, write to the
18 // Free Software Foundation, Inc.,
19 // 59 Temple Place - Suite 330, Boston, MA  02111-1307, USA.
20
21 /** \mainpage SENF: The Simple and Extensible Network Framework
22
23     The SENF Simple and Extensible Network Framework aims to be a complete set of libraries to
24     facilitate the development of network applications focusing on network protocols on the layers
25     below the application layer. However, the framework includes many general purpose utilities and
26     will be expedient to use well beyond its primary objective.
27
28     \section Goals
29
30     The main goals of this library are (in no particular order):
31
32     \li modular framework design
33     \li utilizing the power of modern C++
34     \li very low overhead for frequently called members
35     \li extensible design
36     \li concise interface
37
38     \section start Getting started
39
40     To get started using this library, begin by checking out the code from the <a
41     href="http://developer.berlios.de/svn/?group_id=7489">BerliOS SVN repository</a>. You may find
42     help on using the library at '\ref senf_usage'. If you are interested in SENF, feel free to subscribe
43     to the <a href="http://developer.berlios.de/mail/?group_id=7489">SENF mailing lists</a>. If you
44     want to contribute, read the docs and \e please adhere to the \ref senf_conventions.
45
46     \see \ref senf_usage\n
47          <a href="../../Examples/doc/html/index.html">Examples</a>
48 */
49
50 /** \page senf_usage Using the SENF framework
51
52     The SENF Framework is a collection of loosely coupled modules. The libraries are heavily object
53     oriented and template based. For compatibility reasons, the libraries are therefore built
54     together with every project making use of the framework.
55
56     When starting a new project based on the SENF framework, it is advisable, to make use of the
57     SENFSCons build environment and use SVN to manage the code repository. This is the
58     configuration, described in this documentation.
59
60     \see \ref senf_build \n
61          \ref senf_components \n
62          \ref senf_svnsetup \n
63          \ref senf_overview
64
65     \section senf_preliminaries Preliminaries
66
67     Before starting the development, make sure to fulfill the following requirements:
68
69     \li GNU g++, version at least 3.4
70     \li The Boost libraries (http://www.boost.org)
71     \li The SCons build tool (http://www.scons.org)
72
73     If you want to build the documentation, you additionally need
74
75     \li Doxygen (http://www.doxygen.org)
76     \li The \c dia diagram editor (http://www.gnome.org/projects/dia/)
77     \li HTML \c tidy (http://tidy.sourceforge.net/)
78     \li The \c xsltproc XSLT processor (http://xmlsoft.org/XSLT/xsltproc2.html)
79     \li The \c graphviz library (http://www.graphviz.org)
80
81
82     The library is only tested with gcc-3.4 and 4.0 on Linux. On other POSIX platforms with a BSD
83     Socket API, the library should be usable, possibly with some tweaking (except for the Scheduler,
84     which relies on \c epoll)
85  */
86
87 /** \page senf_build Building the framework
88
89     This procedure will test building the complete framework including the unit tests and the
90     Sniffer test application. This build is \e not needed to use the framework since every project
91     will include the full SENF source code itself (via Subversion).
92
93     After you have successfully built the library tests, you can continue to setup your own project
94     using SENF.
95
96     \see \ref senf_components \n
97          \ref senf_svnsetup
98
99     \section senf_checkout Getting the code
100
101     To access the code, check out the code from the BerliOS repository. Change to your development
102     directory and use the following subversion command
103
104     <pre>
105     $ svn checkout http://svn.berlios.de/svnroot/repos/senf/trunk senf
106     </pre>
107
108     This will create a new directory \c senf within the current directory. For further documentation
109     on the use of Subversion, see the \c svn manpage or the subversion homepage at
110     http://subversion.tigris.org. A very good introduction and reference to subversion is available
111     at http://svnbook.red-bean.com.
112
113     \section senf_compile Building
114
115     To build the library, execute all unit tests and build the Sniffer test application, use
116
117     <pre>
118     $ scons
119     $ scons all_tests
120     </pre>
121
122     in the \c senf directory. This assumes, that you want to build the library with your default gcc
123     and requires the boost libraries to be available in the system include paths. If this is not the
124     case, you can take a look at <tt>SConfig.template</tt> file. Copy this file to <tt>SConfig</tt>
125     and comment out all the variables you don't want to change (The \e values in the template file
126     are just arbitrary examples).
127  */
128
129 /** \page senf_components The SENF modules
130
131     The framework is made up of several modular components. When using the library, it is possible
132     to selectively choose to use only a subset of the implemented modules.
133
134     \see \ref senf_build \n
135          \ref senf_svnsetup
136
137     \section libPPI libPPI: Packet Processing Infrastructure
138
139     The Packet Processing Infrastructure implements a modular framework for implementing packet
140     oriented network applications. The library provides a larget set of pre-defined modules as well
141     as the necessary helpers to implement application specific processing modules.
142
143     \see <a href="../../PPI/doc/html/index.html">libPPI API reference</a>
144
145     \section libSocket libSocket: C++ abstraction of the BSD socket API
146
147     This library provides a high performance and object oriented abstraction of the standard socket
148     API. It utilizes a flexible and extensible policy based design. The library provides predefined
149     types for the important socket types (UDP and TCP sockets etc) including raw and packet sockets.
150
151     \see <a href="../../Socket/doc/html/index.html">libSocket API reference</a>
152
153     \section libPackets libPackets: Network packet manipulation
154
155     This library provides a very flexible infrastructure to parse, create and otherwise manipulate
156     packetized network data. Included is a library of several protocol parsers covering the basic
157     IPv4 and IPv6 network protocols down to the Ethernet layer.
158
159     \see <a href="../../Packets/doc/html/index.html">libPackets API reference</a>
160
161     \section libScheduler libScheduler: Asynchronous event handling
162
163     The scheduler library provides an object oriented interface to the standard UNIX \c select type
164     event dispatcher. It is based on the high performance \c epoll system call. It provides support
165     for read/write events as well as simple timer based events.
166
167     \see <a href="../../Scheduler/doc/html/index.html">libScheduler API reference</a>
168
169     \section libUtils libUtils: Collection of arbitrary utilities
170
171     This library is used be most all of the other modules for miscellaneous tools and utilities. We
172     have
173
174     \li Simple functions to manage daemon processes
175     \li Standard exception classes
176     \li senf::intrusive_refcount to simplify the implementation of classes usable with
177         boost::intrusive_ptr
178     \li boost::bind extensions
179     \li An interface to the \c g++ demangler integrated with type_info
180     \li Typedefs and rudimentary methods to simplify handling high-resolution time values
181
182     \see <a href="../../Utils/doc/html/index.html">libUtils API reference</a>
183
184     \section senfscons SENFSCons, the SENF build environment
185
186     SENF relies on SCons (http://www.scons.org) to build. To further simplify the common tasks, SENF
187     includes a library of custom routines and builders comprising a very concise build
188     environment. Included are a number of templates to help bootstrapping a new project or
189     component.
190
191     \see <a href="../../senfscons/doc/html/index.html">SENFSCons reference</a>
192  */
193
194 /** \page senf_svnsetup Setting up a new project using SENF
195
196     The preferred way to use SENF in a new project is to rely on Subversion and make use of the
197     SENFSCons build environment. The following sections will describe, how this setup works.
198
199     \see \ref senf_build \n
200          \ref senf_components \n
201          \ref senf_overview
202
203     \section svnext Setting up the project repository
204
205     The most seamless integration is possible if you rely on Subversion to manage the new
206     project. Subversion does support 'external repositories'. This allows to import code from a
207     foreign repository into the checkout without importing it into your repository. The code will
208     always stay at the remote repository, updates are automatically available.
209
210     First setup a new empty repository as described for example in the Subversion book at
211     http://svnbook.red-bean.com or as mandated by your site policy. We will call the project 'Foo'
212     and assume, that the project has been checked out into the 'Foo' directory.
213
214     You now have to decide, which modules you want to use. Every module resides in it's own
215     subdirectory in the SENF repository. Instead of directly checking out the code, we will use \c
216     svn:externals. This will instruct \c svn to automatically check out the needed directories from
217     the BerliOS SENF repository. Change to the 'Foo' directory and type
218
219     <pre>
220     $ svn propedit svn:externals .
221     </pre>
222
223     The default editor (probably VI) will be started with the current value of the svn:externals
224     property (which will probably be empty). Now add all the modules you want plus \c senfscons and
225     possibly \c doclib (if you want to build the documentation). You will almost certainly need the
226     \c Utils module, since all other modules depend on it.
227
228     For example, if you want to use the \c Scheduler and \c Socket module, the file will look like
229
230     <pre>
231     senfscons http://svn.berlios.de/svnroot/repos/senf/trunk/senfscons
232     Utils http://svn.berlios.de/svnroot/repos/senf/trunk/Utils
233     Scheduler http://svn.berlios.de/svnroot/repos/senf/trunk/Scheduler
234     Socket http://svn.berlios.de/svnroot/repos/senf/trunk/Socket
235     </pre>
236
237     exit the editor and the property will be set. Now run
238
239     <pre>
240     $ svn update
241     </pre>
242
243     and the code will be checked out into the corresponding directories.
244
245     \section senf_new_conf Configuring SENFSCons
246
247     To set up the build environment, copy the <tt>senfscons/SConstruct.template</tt> to
248     <tt>SConstruct</tt> in the project root. The default setup of this file is to build all
249     subdirectories (using the \c SConscript files of the subdirectories). You can add additional
250     global targets and configuration parameters here.
251
252     If you want to use a non-default compiler or the boost library is not installed in the system
253     directories, you will have to copy <tt>senfscons/SConfig.template</tt> to <tt>SConfig</tt> in
254     the project root and edit it there. You should \e never add \c SConfig to the repository since
255     it should only contain local settings necessary for building on your local system. You should
256     therefore add \c SConfig to the list of files ignored by Subversion in the project root. In the
257     project root execute
258
259     <pre>
260     $ svn propedit svn:ignore .
261     </pre>
262
263     and add \c SConfig as a new line to the property.
264
265     \section new_build Building the project
266
267     You should now be able to build your project using
268
269     <pre>
270     $ scons
271     </pre>
272
273     If you have not changed the \c SConstruct file, this will build all modules you have imported
274     into your project. To build and execute the unit tests, use
275
276     <pre>
277     $ scons all_tests
278     </pre>
279
280     you can also build only a subdirectory by changing to it and running
281
282     <pre>
283     $ scons -u [target]
284     </pre>
285
286     \see <a href="../../senfscons/doc/html/index.html">SENFSCons reference</a> \n
287          <a href="http://www.scons.org/documentation.php">SCons documentation</a> \n
288          <a href="http://svnbook.red-bean.com">Subversion online book</a> \n
289          <a href="http://subversion.tigris.org">Subversion Homepage</a>
290  */
291
292 /** \page senf_overview Introduction to the framework
293
294     The SENF framework is relatively complex and makes use of advanced features of the C++
295     language. To make the most efficient use of the framework, you should have at least a basic
296     understanding of C++ templates and the standard library concepts.
297
298     The library implementation at places makes heavy use of advanced template techniques and relies
299     on some very advanced template libraries from Boost. The aim was however for the \e external
300     interface of the library to be as simple as possible without sacrificing important functionality
301     or adversely impacting the runtime performance.
302
303     As already mentioned several times, the library relies on Boost (http://www.boost.org) as a
304     generic library of high quality reusable C++ components. It also makes frequent use of the
305     standard library. It is designed, to integrate well into both libraries and to use the same
306     concepts and ideas.
307
308     \section senf_startup Getting starting developing with SENF
309
310     To introduce the framework and it's general structure, a simple example application is provided
311     in the SENF repository in the \c Sniffer module. Peruse this example to get a first look at how
312     to make use of SENF.
313
314     When building a network Application with SENF, you will use several modules:
315
316     \li Use the <a href="../../Socket/doc/html/index.html">Socket library</a> for network
317         communication needs. This library includes support for raw and packet sockets to allow low
318         level network access.
319     \li Use the <a href="../../Scheduler/doc/html/index.html">Scheduler library</a> to coordinate
320         the asynchronous event processing. This drastically reduces the number of threads needed in
321         your application and will greatly enhance the overall responsiveness.
322     \li To interpret low level network packets, use the <a
323         href="../../Packets/doc/html/index.html">Packets library</a>. This library will provide
324         efficient and convenient access to all protocol fields. It supports parsing as well as
325         modifying and creating packets. It has default support for the most important internet
326         protocols and is highly extensible with new protocols.
327     \li Go over the <a href="../../Utils/doc/html/index.html">Utils library</a>. It contains small
328         helpers to simplify tasks like daemonization, exception handling, debugging and so on.
329
330     The simplest way to get started is: copy the Sniffer application and start to modify it.
331
332     \see <a href="../../Examples/doc/html/index.html">Examples</a> \n
333          \ref senf_components \n
334          \ref senf_svnsetup \n
335          \ref senf_build
336
337     \section senf_conventions Coding Conventions
338     
339     Here we have laid down the coding conventions used throughout the SENF framework. Please ad here
340     to these conventions when changing or adding code. If you use emacs, you can use the C++ IDE for
341     emacs from http://g0dil.de which greatly simplifies following these conventions.
342
343     \subsection senf_conventions_file_naming File Naming
344
345     Files should be named according to the main class they define. A single header file should
346     define only one main class. Exceptions to this rule are OK.
347
348     \par Rationale:
349         This simplifies finding the implementation/header for a given class and also reduces the
350         size of each single file.
351     
352     The implementation is divided into a number of different files:
353
354     <table class="glossary"> <tr><td>\c .h</td><td>C public header</td></tr>
355
356     <tr><td>\c .hh</td><td>C++ public header</td></tr>
357
358     <tr><td>\c .ih</td><td>C++ internal header used only by the implementation. This header will
359     probably be included indirectly by the public header but is not meant to be perused by the
360     library user</td></tr>
361
362     <tr><td>\c .c</td><td>C implementation</td></tr>
363
364     <tr><td>\c .cc</td><td>C++ implementation of non-inline non-template functions and
365     members</td></tr>
366
367     <tr><td>\c .ct</td><td>C++ implementation of non-inline template functions and members</td></tr>
368
369     <tr><td>\c .cci</td><td>C++ implementation of inline non-template functions and
370     members</td></tr>
371     
372     <tr><td>\c .cti</td><td>C++ implementation of inline template functions and members</td></tr>
373
374     <tr><td>\c .mpp</td><td>Special include file used for external iteration by the
375     Boost.Preprocessor library</td></tr> </table>
376
377     \par Rationale:
378         There are two part's to this: First, separating the implementation of inlines and templates
379         out of the header file makes the header file much easier to read. This is important, since
380         the header file will be used as a reference by the developers.
381     \par
382         Separating inline from non-inline members is used together with the \c prefix_ convention
383         below to ensure the correct placement of inline vs non-inline members in the source
384         code. The C++ language requires, that inline members must be included into \e every
385         compilation unit, non-inline members however must be included \e only in one compilation
386         unit. Placing the inline members into a separate file allows to automate this: Simply moving
387         an implementation from one of the inline files into one of the non-inline files will change
388         the type of implementation accordingly.
389
390     \subsection senf_conventions_type_naming Type Naming
391
392     SENF prefers the use of the CapitalziedLettersToSeparateWords convention for class names. In
393     this case, class names must start with a capital letter. There are some exceptions to this rule:
394     Types which define new basic data types to be used like other built-in types may be named using
395     lowercase letters plus underscores. Also, if a type or class is directly related to some other
396     library (STL or Boost) which uses the underscore convention, it might be more sensible to follow
397     this convention. This is open to debate.
398
399     \par Rationale:
400         Naming types with capital letters nicely gives a visual clue, that a symbol is a type
401         name. This can also be used by the editor to highlight type names correctly. Additionally,
402         this convention is compact and does not add additional or repeated overhead.
403
404     \subsection senf_conventions_impl Implementation
405
406     Only in very few places, SENF allows the use of inline implementations (not to be confused with
407     inline functions). An \e implementation is inline, if it is written directly into the class
408     definition in the header file. Again there are exceptions to this rule but they are very few:
409     \li When defining simple exception classes, the 'what()' member may be defined inline if it
410         returns a string constant.
411     \li It may be OK to use inline implementations for one-line implementations in internal
412         headers. 
413     \li The Packet library allows inline implementations for the definition of parsers since doing
414         so outside the declaration just gets to verbose and parsers definitions are quite length but
415         very simple and straight forward.
416
417     \par Rationale:
418         Implementing members inline inside the class declaration makes the declaration much harder
419         to read. Since the declaration in the header file will be used as a reference by the
420         developer, the header files should be as readable as possible.
421
422     Every function or method implementation in one of the implementation files must \e always be
423     prefixed with \c prefix_. This symbol is defined at the beginning of the file and undefined at
424     the end. The symbol must be defined to be \c inline in the \c .cti and \c .cci files and must be
425     defined empty in the \c .cc and \c .ct files.
426
427     \par Rationale:
428         Together with splitting inlines and non-inlines into separate files, this allows to
429         automatically include the inline definitions at the right places. See above.
430
431     Private data members are named with a trailing underscore character.
432
433     \par Rationale:
434         This helps distinguishing local variables from parameter names. The trailing underscore
435         does not interfere with other naming conventions and is allowed by the standard (underscore
436         at the beginning of the name are problematic since some classes of names beginning with an
437         underscore are reserved for the standard library implementation)
438  */
439
440 \f
441 // Local Variables:
442 // mode: c++
443 // fill-column: 100
444 // c-file-style: "senf"
445 // indent-tabs-mode: nil
446 // ispell-local-dictionary: "american"
447 // mode: flyspell
448 // mode: auto-fill
449 // End: