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Make Flattenable not virtual (libutils)
[android-x86/frameworks-native.git] / include / utils / BlobCache.h
1 /*
2  ** Copyright 2011, The Android Open Source Project
3  **
4  ** Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
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6  ** You may obtain a copy of the License at
7  **
8  **     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  **
10  ** Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  ** distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  ** WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  ** See the License for the specific language governing permissions and
14  ** limitations under the License.
15  */
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17 #ifndef ANDROID_BLOB_CACHE_H
18 #define ANDROID_BLOB_CACHE_H
19
20 #include <stddef.h>
21
22 #include <utils/Flattenable.h>
23 #include <utils/RefBase.h>
24 #include <utils/SortedVector.h>
25 #include <utils/threads.h>
26
27 namespace android {
28
29 // A BlobCache is an in-memory cache for binary key/value pairs.  A BlobCache
30 // does NOT provide any thread-safety guarantees.
31 //
32 // The cache contents can be serialized to an in-memory buffer or mmap'd file
33 // and then reloaded in a subsequent execution of the program.  This
34 // serialization is non-portable and the data should only be used by the device
35 // that generated it.
36 class BlobCache : public RefBase {
37
38 public:
39
40     // Create an empty blob cache. The blob cache will cache key/value pairs
41     // with key and value sizes less than or equal to maxKeySize and
42     // maxValueSize, respectively. The total combined size of ALL cache entries
43     // (key sizes plus value sizes) will not exceed maxTotalSize.
44     BlobCache(size_t maxKeySize, size_t maxValueSize, size_t maxTotalSize);
45
46     // set inserts a new binary value into the cache and associates it with the
47     // given binary key.  If the key or value are too large for the cache then
48     // the cache remains unchanged.  This includes the case where a different
49     // value was previously associated with the given key - the old value will
50     // remain in the cache.  If the given key and value are small enough to be
51     // put in the cache (based on the maxKeySize, maxValueSize, and maxTotalSize
52     // values specified to the BlobCache constructor), then the key/value pair
53     // will be in the cache after set returns.  Note, however, that a subsequent
54     // call to set may evict old key/value pairs from the cache.
55     //
56     // Preconditions:
57     //   key != NULL
58     //   0 < keySize
59     //   value != NULL
60     //   0 < valueSize
61     void set(const void* key, size_t keySize, const void* value,
62             size_t valueSize);
63
64     // get retrieves from the cache the binary value associated with a given
65     // binary key.  If the key is present in the cache then the length of the
66     // binary value associated with that key is returned.  If the value argument
67     // is non-NULL and the size of the cached value is less than valueSize bytes
68     // then the cached value is copied into the buffer pointed to by the value
69     // argument.  If the key is not present in the cache then 0 is returned and
70     // the buffer pointed to by the value argument is not modified.
71     //
72     // Note that when calling get multiple times with the same key, the later
73     // calls may fail, returning 0, even if earlier calls succeeded.  The return
74     // value must be checked for each call.
75     //
76     // Preconditions:
77     //   key != NULL
78     //   0 < keySize
79     //   0 <= valueSize
80     size_t get(const void* key, size_t keySize, void* value, size_t valueSize);
81
82
83     // getFlattenedSize returns the number of bytes needed to store the entire
84     // serialized cache.
85     size_t getFlattenedSize() const;
86
87     // flatten serializes the current contents of the cache into the memory
88     // pointed to by 'buffer'.  The serialized cache contents can later be
89     // loaded into a BlobCache object using the unflatten method.  The contents
90     // of the BlobCache object will not be modified.
91     //
92     // Preconditions:
93     //   size >= this.getFlattenedSize()
94     status_t flatten(void* buffer, size_t size) const;
95
96     // unflatten replaces the contents of the cache with the serialized cache
97     // contents in the memory pointed to by 'buffer'.  The previous contents of
98     // the BlobCache will be evicted from the cache.  If an error occurs while
99     // unflattening the serialized cache contents then the BlobCache will be
100     // left in an empty state.
101     //
102     status_t unflatten(void const* buffer, size_t size);
103
104 private:
105     // Copying is disallowed.
106     BlobCache(const BlobCache&);
107     void operator=(const BlobCache&);
108
109     // A random function helper to get around MinGW not having nrand48()
110     long int blob_random();
111
112     // clean evicts a randomly chosen set of entries from the cache such that
113     // the total size of all remaining entries is less than mMaxTotalSize/2.
114     void clean();
115
116     // isCleanable returns true if the cache is full enough for the clean method
117     // to have some effect, and false otherwise.
118     bool isCleanable() const;
119
120     // A Blob is an immutable sized unstructured data blob.
121     class Blob : public RefBase {
122     public:
123         Blob(const void* data, size_t size, bool copyData);
124         ~Blob();
125
126         bool operator<(const Blob& rhs) const;
127
128         const void* getData() const;
129         size_t getSize() const;
130
131     private:
132         // Copying is not allowed.
133         Blob(const Blob&);
134         void operator=(const Blob&);
135
136         // mData points to the buffer containing the blob data.
137         const void* mData;
138
139         // mSize is the size of the blob data in bytes.
140         size_t mSize;
141
142         // mOwnsData indicates whether or not this Blob object should free the
143         // memory pointed to by mData when the Blob gets destructed.
144         bool mOwnsData;
145     };
146
147     // A CacheEntry is a single key/value pair in the cache.
148     class CacheEntry {
149     public:
150         CacheEntry();
151         CacheEntry(const sp<Blob>& key, const sp<Blob>& value);
152         CacheEntry(const CacheEntry& ce);
153
154         bool operator<(const CacheEntry& rhs) const;
155         const CacheEntry& operator=(const CacheEntry&);
156
157         sp<Blob> getKey() const;
158         sp<Blob> getValue() const;
159
160         void setValue(const sp<Blob>& value);
161
162     private:
163
164         // mKey is the key that identifies the cache entry.
165         sp<Blob> mKey;
166
167         // mValue is the cached data associated with the key.
168         sp<Blob> mValue;
169     };
170
171     // A Header is the header for the entire BlobCache serialization format. No
172     // need to make this portable, so we simply write the struct out.
173     struct Header {
174         // mMagicNumber is the magic number that identifies the data as
175         // serialized BlobCache contents.  It must always contain 'Blb$'.
176         uint32_t mMagicNumber;
177
178         // mBlobCacheVersion is the serialization format version.
179         uint32_t mBlobCacheVersion;
180
181         // mDeviceVersion is the device-specific version of the cache.  This can
182         // be used to invalidate the cache.
183         uint32_t mDeviceVersion;
184
185         // mNumEntries is number of cache entries following the header in the
186         // data.
187         size_t mNumEntries;
188     };
189
190     // An EntryHeader is the header for a serialized cache entry.  No need to
191     // make this portable, so we simply write the struct out.  Each EntryHeader
192     // is followed imediately by the key data and then the value data.
193     //
194     // The beginning of each serialized EntryHeader is 4-byte aligned, so the
195     // number of bytes that a serialized cache entry will occupy is:
196     //
197     //   ((sizeof(EntryHeader) + keySize + valueSize) + 3) & ~3
198     //
199     struct EntryHeader {
200         // mKeySize is the size of the entry key in bytes.
201         size_t mKeySize;
202
203         // mValueSize is the size of the entry value in bytes.
204         size_t mValueSize;
205
206         // mData contains both the key and value data for the cache entry.  The
207         // key comes first followed immediately by the value.
208         uint8_t mData[];
209     };
210
211     // mMaxKeySize is the maximum key size that will be cached. Calls to
212     // BlobCache::set with a keySize parameter larger than mMaxKeySize will
213     // simply not add the key/value pair to the cache.
214     const size_t mMaxKeySize;
215
216     // mMaxValueSize is the maximum value size that will be cached. Calls to
217     // BlobCache::set with a valueSize parameter larger than mMaxValueSize will
218     // simply not add the key/value pair to the cache.
219     const size_t mMaxValueSize;
220
221     // mMaxTotalSize is the maximum size that all cache entries can occupy. This
222     // includes space for both keys and values. When a call to BlobCache::set
223     // would otherwise cause this limit to be exceeded, either the key/value
224     // pair passed to BlobCache::set will not be cached or other cache entries
225     // will be evicted from the cache to make room for the new entry.
226     const size_t mMaxTotalSize;
227
228     // mTotalSize is the total combined size of all keys and values currently in
229     // the cache.
230     size_t mTotalSize;
231
232     // mRandState is the pseudo-random number generator state. It is passed to
233     // nrand48 to generate random numbers when needed.
234     unsigned short mRandState[3];
235
236     // mCacheEntries stores all the cache entries that are resident in memory.
237     // Cache entries are added to it by the 'set' method.
238     SortedVector<CacheEntry> mCacheEntries;
239 };
240
241 }
242
243 #endif // ANDROID_BLOB_CACHE_H