c913fd259355d905546a26c8d6437f88a09a215d
[libsigrokdecode.git] / controller.c
1 /*
2  * This file is part of the sigrok project.
3  *
4  * Copyright (C) 2010 Uwe Hermann <uwe@hermann-uwe.de>
5  * Copyright (C) 2012 Bert Vermeulen <bert@biot.com>
6  *
7  * This program is free software: you can redistribute it and/or modify
8  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
9  * the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
10  * (at your option) any later version.
11  *
12  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
15  * GNU General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU General Public License
18  * along with this program.  If not, see <http://www.gnu.org/licenses/>.
19  */
20
21 #include "sigrokdecode.h" /* First, so we avoid a _POSIX_C_SOURCE warning. */
22 #include "sigrokdecode-internal.h"
23 #include "config.h"
24 #include <glib.h>
25 #include <inttypes.h>
26 #include <stdlib.h>
27
28
29 /* List of decoder instances. */
30 static GSList *di_list = NULL;
31
32 /* List of frontend callbacks to receive PD output. */
33 static GSList *callbacks = NULL;
34
35 /* lives in decoder.c */
36 extern GSList *pd_list;
37
38 /* lives in module_sigrokdecode.c */
39 extern PyMODINIT_FUNC PyInit_sigrokdecode(void);
40
41 /* lives in type_logic.c */
42 extern PyTypeObject srd_logic_type;
43
44
45 /**
46  * Initialize libsigrokdecode.
47  *
48  * This initializes the Python interpreter, and creates and initializes
49  * a "sigrok" Python module with a single put() method.
50  *
51  * Then, it searches for sigrok protocol decoder files (*.py) in the
52  * "decoders" subdirectory of the the sigrok installation directory.
53  * All decoders that are found are loaded into memory and added to an
54  * internal list of decoders, which can be queried via srd_list_decoders().
55  *
56  * The caller is responsible for calling the clean-up function srd_exit(),
57  * which will properly shut down libsigrokdecode and free its allocated memory.
58  *
59  * Multiple calls to srd_init(), without calling srd_exit() in between,
60  * are not allowed.
61  *
62  * @return SRD_OK upon success, a (negative) error code otherwise.
63  *         Upon Python errors, return SRD_ERR_PYTHON. If the sigrok decoders
64  *         directory cannot be accessed, return SRD_ERR_DECODERS_DIR.
65  *         If not enough memory could be allocated, return SRD_ERR_MALLOC.
66  */
67 int srd_init(void)
68 {
69         int ret;
70
71         srd_dbg("srd: initializing");
72
73         /* Add our own module to the list of built-in modules. */
74         PyImport_AppendInittab("sigrokdecode", PyInit_sigrokdecode);
75
76         /* Initialize the python interpreter. */
77         Py_Initialize();
78
79         if ((ret = set_modulepath()) != SRD_OK) {
80                 Py_Finalize();
81                 return ret;
82         }
83
84         if ((ret = srd_load_all_decoders()) != SRD_OK) {
85                 Py_Finalize();
86                 return ret;
87         }
88
89         return SRD_OK;
90 }
91
92
93 /**
94  * Shutdown libsigrokdecode.
95  *
96  * This frees all the memory allocated for protocol decoders and shuts down
97  * the Python interpreter.
98  *
99  * This function should only be called if there was a (successful!) invocation
100  * of srd_init() before. Calling this function multiple times in a row, without
101  * any successful srd_init() calls in between, is not allowed.
102  *
103  * @return SRD_OK upon success, a (negative) error code otherwise.
104  */
105 int srd_exit(void)
106 {
107
108         srd_dbg("srd: exiting");
109
110         srd_unload_all_decoders();
111         g_slist_free(pd_list);
112
113         /* Py_Finalize() returns void, any finalization errors are ignored. */
114         Py_Finalize();
115
116         return SRD_OK;
117 }
118
119
120 /**
121  * Add an additional search directory for the protocol decoders.
122  *
123  * The specified directory is prepended (not appended!) to Python's sys.path,
124  * in order to search for sigrok protocol decoders in the specified
125  * directories first, and in the generic Python module directories (and in
126  * the current working directory) last. This avoids conflicts if there are
127  * Python modules which have the same name as a sigrok protocol decoder in
128  * sys.path or in the current working directory.
129  *
130  * TODO: add path from env var SIGROKDECODE_PATH, config etc
131  * TODO: Should take directoryname/path as input.
132  *
133  * @return TODO.
134  */
135 int set_modulepath(void)
136 {
137         int ret;
138         gchar *path, *s;
139
140 #ifdef _WIN32
141         gchar **splitted;
142
143         /*
144          * On Windows/MinGW, Python's sys.path needs entries of the form
145          * 'C:\\foo\\bar' instead of '/foo/bar'.
146          */
147
148         splitted = g_strsplit(DECODERS_DIR, "/", 0);
149         path = g_build_pathv("\\\\", splitted);
150         g_strfreev(splitted);
151 #else
152         path = g_strdup(DECODERS_DIR);
153 #endif
154
155         /* TODO: Sanity check on 'path' (length, escape special chars, ...). */
156         s = g_strdup_printf("import sys; sys.path.insert(0, r'%s')", path);
157
158         ret = PyRun_SimpleString(s);
159
160         g_free(path);
161         g_free(s);
162
163         return ret;
164 }
165
166
167 /**
168  * Set options in a decoder instance.
169  *
170  * @param di Decoder instance.
171  * @param options A GHashTable of options to set.
172  *
173  * Handled options are removed from the hash.
174  *
175  * @return SRD_OK upon success, a (negative) error code otherwise.
176  */
177 int srd_instance_set_options(struct srd_decoder_instance *di,
178                 GHashTable *options)
179 {
180         PyObject *py_dec_options, *py_dec_optkeys, *py_di_options, *py_optval;
181         PyObject *py_optlist, *py_classval;
182         Py_UNICODE *py_ustr;
183         unsigned long long int val_ull;
184         int num_optkeys, ret, size, i;
185         char *key, *value;
186
187         if(!PyObject_HasAttrString(di->decoder->py_dec, "options")) {
188                 /* Decoder has no options. */
189                 if (g_hash_table_size(options) == 0) {
190                         /* No options provided. */
191                         return SRD_OK;
192                 } else {
193                         srd_err("Protocol decoder has no options.");
194                         return SRD_ERR_ARG;
195                 }
196                 return SRD_OK;
197         }
198
199         ret = SRD_ERR_PYTHON;
200         key = NULL;
201         py_dec_options = py_dec_optkeys = py_di_options = py_optval = NULL;
202         py_optlist = py_classval = NULL;
203         py_dec_options = PyObject_GetAttrString(di->decoder->py_dec, "options");
204
205         /* All of these are synthesized objects, so they're good. */
206         py_dec_optkeys = PyDict_Keys(py_dec_options);
207         num_optkeys = PyList_Size(py_dec_optkeys);
208         if (!(py_di_options = PyObject_GetAttrString(di->py_instance, "options")))
209                 goto err_out;
210         for (i = 0; i < num_optkeys; i++) {
211                 /* Get the default class value for this option. */
212                 py_str_as_str(PyList_GetItem(py_dec_optkeys, i), &key);
213                 if (!(py_optlist = PyDict_GetItemString(py_dec_options, key)))
214                         goto err_out;
215                 if (!(py_classval = PyList_GetItem(py_optlist, 1)))
216                         goto err_out;
217                 if (!PyUnicode_Check(py_classval) && !PyLong_Check(py_classval)) {
218                         srd_err("Options of type %s are not yet supported.", Py_TYPE(py_classval)->tp_name);
219                         goto err_out;
220                 }
221
222                 if ((value = g_hash_table_lookup(options, key))) {
223                         /* An override for this option was provided. */
224                         if (PyUnicode_Check(py_classval)) {
225                                 if (!(py_optval = PyUnicode_FromString(value))) {
226                                         /* Some UTF-8 encoding error. */
227                                         PyErr_Clear();
228                                         goto err_out;
229                                 }
230                         } else if (PyLong_Check(py_classval)) {
231                                 if (!(py_optval = PyLong_FromString(value, NULL, 0))) {
232                                         /* ValueError Exception */
233                                         PyErr_Clear();
234                                         srd_err("Option %s has invalid value %s: expected integer.",
235                                                         key, value);
236                                         goto err_out;
237                                 }
238                         }
239                         g_hash_table_remove(options, key);
240                 } else {
241                         /* Use the class default for this option. */
242                         if (PyUnicode_Check(py_classval)) {
243                                 /* Make a brand new copy of the string. */
244                                 py_ustr = PyUnicode_AS_UNICODE(py_classval);
245                                 size = PyUnicode_GET_SIZE(py_classval);
246                                 py_optval = PyUnicode_FromUnicode(py_ustr, size);
247                         } else if (PyLong_Check(py_classval)) {
248                                 /* Make a brand new copy of the integer. */
249                                 val_ull = PyLong_AsUnsignedLongLong(py_classval);
250                                 if (val_ull == (unsigned long long)-1) {
251                                         /* OverFlowError exception */
252                                         PyErr_Clear();
253                                         srd_err("Invalid integer value for %s: expected integer.", key);
254                                         goto err_out;
255                                 }
256                                 if (!(py_optval = PyLong_FromUnsignedLongLong(val_ull)))
257                                         goto err_out;
258                         }
259                 }
260
261                 /* If we got here, py_optval holds a known good new reference
262                  * to the instance option to set.
263                  */
264                 if (PyDict_SetItemString(py_di_options, key, py_optval) == -1)
265                         goto err_out;
266         }
267
268         ret = SRD_OK;
269
270 err_out:
271         Py_XDECREF(py_optlist);
272         Py_XDECREF(py_di_options);
273         Py_XDECREF(py_dec_optkeys);
274         Py_XDECREF(py_dec_options);
275         if (key)
276                 g_free(key);
277         if (PyErr_Occurred())
278                 catch_exception("srd: stray exception in srd_instance_set_options()");
279
280         return ret;
281 }
282
283 /* Helper GComparefunc for g_slist_find_custom() in srd_instance_set_probes() */
284 static gint compare_probe_id(struct srd_probe *a, char *probe_id)
285 {
286
287         return strcmp(a->id, probe_id);
288 }
289
290 /**
291  * Set probes in a decoder instance.
292  *
293  * @param di Decoder instance.
294  * @param probes A GHashTable of probes to set. Key is probe name, value is
295  * the probe number. Samples passed to this instance will be arranged in this
296  * order.
297  *
298  * @return SRD_OK upon success, a (negative) error code otherwise.
299  */
300 int srd_instance_set_probes(struct srd_decoder_instance *di,
301                 GHashTable *new_probes)
302 {
303         GList *l;
304         GSList *sl;
305         struct srd_probe *p;
306         int *new_probemap, new_probenum;
307         char *probe_id, *probenum_str;
308
309         if (g_hash_table_size(new_probes) == 0)
310                 /* No probes provided. */
311                 return SRD_OK;
312
313         if(di->dec_num_probes == 0) {
314                 /* Decoder has no probes. */
315                 srd_err("Protocol decoder %s has no probes to define.",
316                                 di->decoder->name);
317                 return SRD_ERR_ARG;
318         }
319
320         new_probemap = NULL;
321
322         if (!(new_probemap = g_try_malloc(sizeof(int) * di->dec_num_probes))) {
323                 srd_err("Failed to malloc new probe map.");
324                 return SRD_ERR_MALLOC;
325         }
326
327         for (l = g_hash_table_get_keys(new_probes); l; l = l->next) {
328                 probe_id = l->data;
329                 probenum_str = g_hash_table_lookup(new_probes, probe_id);
330                 if (!probenum_str) {
331                         /* Probe name was specified without a value. */
332                         srd_err("No probe number was specified for %s.", probe_id);
333                         g_free(new_probemap);
334                         return SRD_ERR_ARG;
335                 }
336                 new_probenum = strtol(probenum_str, NULL, 10);
337                 if (!(sl = g_slist_find_custom(di->decoder->probes, probe_id,
338                                 (GCompareFunc)compare_probe_id))) {
339                         /* Fall back on optional probes. */
340                         if (!(sl = g_slist_find_custom(di->decoder->extra_probes,
341                                         probe_id, (GCompareFunc)compare_probe_id))) {
342                                 srd_err("Protocol decoder %s has no probe '%s'.",
343                                                 di->decoder->name, probe_id);
344                                 g_free(new_probemap);
345                                 return SRD_ERR_ARG;
346                         }
347                 }
348                 p = sl->data;
349                 new_probemap[p->order] = new_probenum;
350         }
351         g_free(di->dec_probemap);
352         di->dec_probemap = new_probemap;
353
354         return SRD_OK;
355 }
356
357 /**
358  * Create a new protocol decoder instance.
359  *
360  * @param id Decoder 'id' field.
361  * @param options GHashtable of options which override the defaults set in
362  *          the decoder class.
363  * @return Pointer to a newly allocated struct srd_decoder_instance, or
364  *              NULL in case of failure.
365  */
366 struct srd_decoder_instance *srd_instance_new(const char *decoder_id,
367                 GHashTable *options)
368 {
369         struct srd_decoder *dec;
370         struct srd_decoder_instance *di;
371         int i;
372         char *instance_id;
373
374         srd_dbg("srd: creating new %s instance", decoder_id);
375
376         if (!(dec = srd_get_decoder_by_id(decoder_id))) {
377                 srd_err("Protocol decoder %s not found.", decoder_id);
378                 return NULL;
379         }
380
381         if (!(di = g_try_malloc0(sizeof(*di)))) {
382                 srd_err("Failed to malloc instance.");
383                 return NULL;
384         }
385
386         instance_id = g_hash_table_lookup(options, "id");
387         di->decoder = dec;
388         di->instance_id = g_strdup(instance_id ? instance_id : decoder_id);
389         g_hash_table_remove(options, "id");
390
391         /* Prepare a default probe map, where samples come in the
392          * order in which the decoder class defined them.
393          */
394         di->dec_num_probes = g_slist_length(di->decoder->probes) +
395                         g_slist_length(di->decoder->extra_probes);
396         if (di->dec_num_probes) {
397                 if (!(di->dec_probemap = g_try_malloc(sizeof(int) * di->dec_num_probes))) {
398                         srd_err("Failed to malloc probe map.");
399                         g_free(di);
400                         return NULL;
401                 }
402                 for (i = 0; i < di->dec_num_probes; i++)
403                         di->dec_probemap[i] = i;
404         }
405
406         /* Create a new instance of this decoder class. */
407         if (!(di->py_instance = PyObject_CallObject(dec->py_dec, NULL))) {
408                 if (PyErr_Occurred())
409                         catch_exception("failed to create %s instance: ", decoder_id);
410                 g_free(di->dec_probemap);
411                 g_free(di);
412                 return NULL;
413         }
414
415         if (srd_instance_set_options(di, options) != SRD_OK) {
416                 g_free(di->dec_probemap);
417                 g_free(di);
418                 return NULL;
419         }
420
421         /* Instance takes input from a frontend by default. */
422         di_list = g_slist_append(di_list, di);
423
424         return di;
425 }
426
427 int srd_instance_stack(struct srd_decoder_instance *di_from,
428                 struct srd_decoder_instance *di_to)
429 {
430
431         if (!di_from || !di_to) {
432                 srd_err("Invalid from/to instance pair.");
433                 return SRD_ERR_ARG;
434         }
435
436         if (!g_slist_find(di_list, di_from)) {
437                 srd_err("Unstacked instance not found.");
438                 return SRD_ERR_ARG;
439         }
440
441         /* Remove from the unstacked list. */
442         di_list = g_slist_remove(di_list, di_to);
443
444         /* Stack on top of source di. */
445         di_from->next_di = g_slist_append(di_from->next_di, di_to);
446
447         return SRD_OK;
448 }
449
450
451 /* TODO: this should go into the PD stack */
452 struct srd_decoder_instance *srd_instance_find(char *instance_id)
453 {
454         GSList *l;
455         struct srd_decoder_instance *tmp, *di;
456
457         di = NULL;
458         for (l = di_list; l; l = l->next) {
459                 tmp = l->data;
460                 if (!strcmp(tmp->instance_id, instance_id)) {
461                         di = tmp;
462                         break;
463                 }
464         }
465
466         return di;
467 }
468
469 int srd_instance_start(struct srd_decoder_instance *di, PyObject *args)
470 {
471         PyObject *py_name, *py_res;
472
473         srd_dbg("srd: calling start() method on protocol decoder instance %s",
474                         di->instance_id);
475
476         if (!(py_name = PyUnicode_FromString("start"))) {
477                 srd_err("Unable to build python object for 'start'.");
478                 catch_exception("Protocol decoder instance %s: ", di->instance_id);
479                 return SRD_ERR_PYTHON;
480         }
481
482         if (!(py_res = PyObject_CallMethodObjArgs(di->py_instance,
483                         py_name, args, NULL))) {
484                 catch_exception("Protocol decoder instance %s: ", di->instance_id);
485                 return SRD_ERR_PYTHON;
486         }
487
488         Py_DecRef(py_res);
489         Py_DecRef(py_name);
490
491         return SRD_OK;
492 }
493
494 /**
495  * Run the specified decoder function.
496  *
497  * @param start_samplenum The starting sample number for the buffer's sample
498  *              set, relative to the start of capture.
499  * @param di The decoder instance to call.
500  * @param inbuf The buffer to decode.
501  * @param inbuflen Length of the buffer.
502  *
503  * @return SRD_OK upon success, a (negative) error code otherwise.
504  */
505 int srd_instance_decode(uint64_t start_samplenum,
506                 struct srd_decoder_instance *di, uint8_t *inbuf, uint64_t inbuflen)
507 {
508         PyObject *py_res;
509         srd_logic *logic;
510         uint64_t end_samplenum;
511
512         srd_dbg("srd: calling decode() on instance %s with %d bytes starting "
513                         "at sample %d", di->instance_id, inbuflen, start_samplenum);
514
515         /* Return an error upon unusable input. */
516         if (di == NULL) {
517                 srd_dbg("srd: empty decoder instance");
518                 return SRD_ERR_ARG;
519         }
520         if (inbuf == NULL) {
521                 srd_dbg("srd: NULL buffer pointer");
522                 return SRD_ERR_ARG;
523         }
524         if (inbuflen == 0) {
525                 srd_dbg("srd: empty buffer");
526                 return SRD_ERR_ARG;
527         }
528
529         /* Create new srd_logic object. Each iteration around the PD's loop
530          * will fill one sample into this object.
531          */
532         logic = PyObject_New(srd_logic, &srd_logic_type);
533         Py_INCREF(logic);
534         logic->di = di;
535         logic->start_samplenum = start_samplenum;
536         logic->itercnt = 0;
537         logic->inbuf = inbuf;
538         logic->inbuflen = inbuflen;
539         logic->sample = PyList_New(2);
540         Py_INCREF(logic->sample);
541
542         Py_IncRef(di->py_instance);
543         end_samplenum = start_samplenum + inbuflen / di->data_unitsize;
544         if (!(py_res = PyObject_CallMethod(di->py_instance, "decode",
545                         "KKO", logic->start_samplenum, end_samplenum, logic))) {
546                 catch_exception("Protocol decoder instance %s: ", di->instance_id);
547                 return SRD_ERR_PYTHON; /* TODO: More specific error? */
548         }
549         Py_DecRef(py_res);
550
551         return SRD_OK;
552 }
553
554
555 int srd_session_start(int num_probes, int unitsize, uint64_t samplerate)
556 {
557         PyObject *args;
558         GSList *d, *s;
559         struct srd_decoder_instance *di;
560         int ret;
561
562         srd_dbg("srd: calling start() on all instances with %d probes, "
563                         "unitsize %d samplerate %d", num_probes, unitsize, samplerate);
564
565         /* Currently only one item of metadata is passed along to decoders,
566          * samplerate. This can be extended as needed.
567          */
568         if (!(args = Py_BuildValue("{s:l}", "samplerate", (long)samplerate))) {
569                 srd_err("Unable to build python object for metadata.");
570                 return SRD_ERR_PYTHON;
571         }
572
573         /* Run the start() method on all decoders receiving frontend data. */
574         for (d = di_list; d; d = d->next) {
575                 di = d->data;
576                 di->data_num_probes = num_probes;
577                 di->data_unitsize = unitsize;
578                 di->data_samplerate = samplerate;
579                 if ((ret = srd_instance_start(di, args) != SRD_OK))
580                         return ret;
581
582                 /* Run the start() method on all decoders up the stack from this one. */
583                 for (s = di->next_di; s; s = s->next) {
584                         /* These don't need probes, unitsize and samplerate. */
585                         di = s->data;
586                         if ((ret = srd_instance_start(di, args) != SRD_OK))
587                                 return ret;
588                 }
589         }
590
591         Py_DecRef(args);
592
593         return SRD_OK;
594 }
595
596 /* Feed logic samples to decoder session. */
597 int srd_session_feed(uint64_t start_samplenum, uint8_t *inbuf, uint64_t inbuflen)
598 {
599         GSList *d;
600         int ret;
601
602         srd_dbg("srd: calling decode() on all instances with starting sample "
603                         "number %"PRIu64", %"PRIu64" bytes at 0x%p", start_samplenum,
604                         inbuflen, inbuf);
605
606         for (d = di_list; d; d = d->next) {
607                 if ((ret = srd_instance_decode(start_samplenum, d->data, inbuf,
608                                 inbuflen)) != SRD_OK)
609                         return ret;
610         }
611
612         return SRD_OK;
613 }
614
615
616 int srd_register_callback(int output_type, void *cb)
617 {
618         struct srd_pd_callback *pd_cb;
619
620         srd_dbg("srd: registering new callback for output type %d", output_type);
621
622         if (!(pd_cb = g_try_malloc(sizeof(struct srd_pd_callback))))
623                 return SRD_ERR_MALLOC;
624
625         pd_cb->output_type = output_type;
626         pd_cb->callback = cb;
627         callbacks = g_slist_append(callbacks, pd_cb);
628
629         return SRD_OK;
630 }
631
632 void *srd_find_callback(int output_type)
633 {
634         GSList *l;
635         struct srd_pd_callback *pd_cb;
636         void *(cb);
637
638         cb = NULL;
639         for (l = callbacks; l; l = l->next) {
640                 pd_cb = l->data;
641                 if (pd_cb->output_type == output_type) {
642                         cb = pd_cb->callback;
643                         break;
644                 }
645         }
646
647         return cb;
648 }
649
650
651 /* This is the backend function to python sigrokdecode.add() call. */
652 int pd_add(struct srd_decoder_instance *di, int output_type,
653                 char *proto_id)
654 {
655         struct srd_pd_output *pdo;
656
657         srd_dbg("srd: instance %s creating new output type %d for %s",
658                         di->instance_id, output_type, proto_id);
659
660         if (!(pdo = g_try_malloc(sizeof(struct srd_pd_output))))
661                 return -1;
662
663         /* pdo_id is just a simple index, nothing is deleted from this list anyway. */
664         pdo->pdo_id = g_slist_length(di->pd_output);
665         pdo->output_type = output_type;
666         pdo->di = di;
667         pdo->proto_id = g_strdup(proto_id);
668         di->pd_output = g_slist_append(di->pd_output, pdo);
669
670         return pdo->pdo_id;
671 }
672
673 struct srd_decoder_instance *get_di_by_decobject(void *decobject)
674 {
675         GSList *l, *s;
676         struct srd_decoder_instance *di;
677
678         for (l = di_list; l; l = l->next) {
679                 di = l->data;
680                 if (decobject == di->py_instance)
681                         return di;
682                 /* Check decoders stacked on top of this one. */
683                 for (s = di->next_di; s; s = s->next) {
684                         di = s->data;
685                         if (decobject == di->py_instance)
686                                 return di;
687                 }
688         }
689
690         return NULL;
691 }
692