35afe50bf46f448468ec7cc505c3c49913aee676
[bertos.git] / bertos / mware / readline.c
1 /**
2  * \file
3  * <!--
4  * This file is part of BeRTOS.
5  *
6  * Bertos 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 Free Software
18  * Foundation, Inc., 51 Franklin St, Fifth Floor, Boston, MA  02110-1301  USA
19  *
20  * As a special exception, you may use this file as part of a free software
21  * library without restriction.  Specifically, if other files instantiate
22  * templates or use macros or inline functions from this file, or you compile
23  * this file and link it with other files to produce an executable, this
24  * file does not by itself cause the resulting executable to be covered by
25  * the GNU General Public License.  This exception does not however
26  * invalidate any other reasons why the executable file might be covered by
27  * the GNU General Public License.
28  *
29  * Copyright 2004 Develer S.r.l. (http://www.develer.com/)
30  * Copyright 2004 Giovanni Bajo
31  * All Rights Reserved.
32  * -->
33  *
34  * \brief Line editing support with history
35  *
36  * Rationale for basic implementation choices:
37  *
38  * \li The history is implemented storing consecutive ASCIIZ strings within an array of memory. When
39  * the history is full, the first (oldest) line is cancelled and the whole buffer is memmoved to
40  * overwrite it and make room. while this is is obviously not the fastest algorithm (which would
41  * require the use of a circular buffer) it is surely good enough for this module, which does not
42  * aim at fast performances (line editing does not require to be blazingly fast).
43  *
44  * \li The first character in the history is always \c \\0, and it is used as a guard. By 'wasting' it
45  * in this way, the code actually gets much simpler in that we remove many checks when moving
46  * backward (\c i>0 and similar).
47  *
48  * \li While editing, the current index points to the position of the buffer which contains the
49  * last character typed in (exactly like a stack pointer). This also allows to simplify calculations
50  * and to make easier using the last byte of history.
51  *
52  * \li While editing, the current line is always kept null-terminated. This is important because
53  * if the user press ENTER, we must have room to add a \c \\0 to terminate the line. If the line
54  * is as long as the whole history buffer, there would not be space for it. By always keeping the
55  * \c \\0 at the end, we properly ensure this without making index checks harder.
56  *
57  * \li When removing a line from the history (see \c pop_history()), instead of updating all the
58  * indices we have around, we move backward the pointer to the history we use. This way, we don't
59  * have to update anything. This means that we keep two pointers to the history: \c real_history
60  * always points to the physical start, while \c history is the adjusted pointer (that is
61  * dereference to read/write to it).
62  *
63  * \todo Use up/down to move through history  The history line will be copied to the current line,
64  * making sure there is room for it.
65  *
66  * \version $Id$
67  *
68  * \author Giovanni Bajo <rasky@develer.com>
69  */
70
71
72 #include "readline.h"
73
74 #include <cfg/compiler.h>
75 #include <cfg/debug.h>
76
77 #include <stdio.h>
78
79 /// Enable compilation of the unit test code
80 #define DEBUG_UNIT_TEST       0
81
82 /// Enable dump of the history after each line
83 #define DEBUG_DUMP_HISTORY    0
84
85
86 /** Special keys (escape sequences converted to a single code) */
87 enum RL_KEYS {
88         SPECIAL_KEYS = 0x1000,
89
90         /*
91          * Three byte keys:
92          * #################
93          * UpArrow:     0x1B 0x5B 0X41
94          * DownArrow:   0x1B 0x5B 0X42
95          * RightArrow:  0x1B 0x5B 0x43
96          * LeftArrow:   0x1b 0x5B 0x44
97          * Beak(Pause): 0x1b 0x5B 0x50
98         */
99         KEY_UP_ARROW,
100         KEY_DOWN_ARROW,
101         KEY_LEFT_ARROW,
102         KEY_RIGHT_ARROW,
103         KEY_PAUSE,
104
105         /*
106          * Four byte keys:
107          * ################
108          * F1:          0x1b 0x5B 0x5B 0x41
109          * F2:          0x1b 0x5B 0x5B 0x42
110          * F3:          0x1b 0x5B 0x5B 0x43
111          * F4:          0x1b 0x5B 0x5B 0x44
112          * F5:          0x1b 0x5B 0x5B 0x45
113          * Ins:         0x1b 0x5B 0x32 0x7E
114          * Home:        0x1b 0x5B 0x31 0x7E
115          * PgUp:        0x1b 0x5B 0x35 0x7E
116          * Del:         0x1b 0x5B 0x33 0x7E
117          * End:         0x1b 0x5B 0x34 0x7E
118          * PgDn:        0x1b 0x5B 0x36 0x7E
119          */
120         KEY_F1, KEY_F2, KEY_F3, KEY_F4, KEY_F5,
121         KEY_INS, KEY_HOME, KEY_PGUP, KEY_DEL, KEY_END, KEY_PGDN,
122
123         /*
124          * Five byte keys:
125          * ################
126          * F6:          0x1b 0x5B 0x31 0x37 0x7E
127          * F7:          0x1b 0x5B 0x31 0x38 0x7E
128          * F8:          0x1b 0x5B 0x31 0x39 0x7E
129          * F9:          0x1b 0x5B 0x32 0x30 0x7E
130          * F10:         0x1b 0x5B 0x32 0x31 0x7E
131          * F11:         0x1b 0x5B 0x32 0x33 0x7E
132          * F12:         0x1b 0x5B 0x32 0x34 0x7E
133          */
134         KEY_F6, KEY_F7, KEY_F8, KEY_F9,
135         KEY_F10, KEY_F11, KEY_F12,
136 };
137
138 /** Check if \a c is a separator between words.
139  *  \note Parameter \a c is evaluated multiple times
140  */
141 #define IS_WORD_SEPARATOR(c) ((c) == ' ' || (c) == '\0')
142
143 /// Write the string \a txt to the IO output (without any kind of termination)
144 INLINE void rl_puts(const struct RLContext* ctx, const char* txt)
145 {
146         if (!ctx->put)
147                 return;
148
149         while (*txt)
150                 ctx->put(*txt++, ctx->put_param);
151 }
152
153 /// Write character \a ch to the IO output.
154 INLINE void rl_putc(const struct RLContext* ctx, char ch)
155 {
156         if (ctx->put)
157                 ctx->put(ch, ctx->put_param);
158 }
159
160 /** Read a character from the IO into \a ch. This function also takes
161  *  care of converting the ANSI escape sequences into one of the codes
162  *  defined in \c RL_KEYS.
163  */
164 static bool rl_getc(const struct RLContext* ctx, int* ch)
165 {
166         int c = ctx->get(ctx->get_param);
167
168         if (c == EOF)
169         {
170                 if (ctx->clear)
171                         ctx->clear(ctx->clear_param);
172
173                 return false;
174         }
175
176         if (c == 0x1B)
177         {
178                 // Unknown ESC sequence. Ignore it and read
179                 //  return next character.
180                 if (ctx->get(ctx->get_param) != 0x5B)
181                         return rl_getc(ctx, ch);
182
183                 /* To be added:
184                         * Home:        0x1b 0x5B 0x31 0x7E
185                         * F6:          0x1b 0x5B 0x31 0x37 0x7E
186                         * F7:          0x1b 0x5B 0x31 0x38 0x7E
187                         * F8:          0x1b 0x5B 0x31 0x39 0x7E
188                         * Ins:         0x1b 0x5B 0x32 0x7E
189                         * F9:          0x1b 0x5B 0x32 0x30 0x7E
190                         * F10:         0x1b 0x5B 0x32 0x31 0x7E
191                         * F11:         0x1b 0x5B 0x32 0x33 0x7E
192                         * F12:         0x1b 0x5B 0x32 0x34 0x7E
193                         * Del:         0x1b 0x5B 0x33 0x7E
194                         * End:         0x1b 0x5B 0x34 0x7E
195                         * PgUp:        0x1b 0x5B 0x35 0x7E
196                         * PgDn:        0x1b 0x5B 0x36 0x7E
197                 */
198
199                 c = ctx->get(ctx->get_param);
200                 switch (c)
201                 {
202                 case 0x41: c = KEY_UP_ARROW; break;
203                 case 0x42: c = KEY_DOWN_ARROW; break;
204                 case 0x43: c = KEY_RIGHT_ARROW; break;
205                 case 0x44: c = KEY_LEFT_ARROW; break;
206                 case 0x50: c = KEY_PAUSE; break;
207                 case 0x5B:
208                         c = ctx->get(ctx->get_param);
209                         switch (c)
210                         {
211                         case 0x41: c = KEY_F1; break;
212                         case 0x42: c = KEY_F2; break;
213                         case 0x43: c = KEY_F3; break;
214                         case 0x44: c = KEY_F4; break;
215                         case 0x45: c = KEY_F5; break;
216                         default: return rl_getc(ctx, ch);
217                         }
218                         break;
219                 default: return rl_getc(ctx, ch);
220                 }
221         }
222
223         *ch = c;
224         return true;
225 }
226
227 INLINE void beep(struct RLContext* ctx)
228 {
229         rl_putc(ctx, '\a');
230 }
231
232 static bool pop_history(struct RLContext* ctx, int total_len)
233 {
234         // Compute the length of the first command (including terminator).
235         int len = strlen(ctx->real_history+1)+1;
236
237         // (the first byte of the history should always be 0)
238         ASSERT(ctx->real_history[0] == '\0');
239
240         // If it is the only one in the history, do nothing
241         if (len == total_len)
242                 return false;
243
244         // Overwrite the first command with the second one
245         memmove(ctx->real_history, ctx->real_history+len, HISTORY_SIZE-len);
246
247         // Move back the ctx->buffer pointer so that all the indices are still valid
248         ctx->history -= len;
249
250         return true;
251 }
252
253 /// Check if index \a i points to the begin of the history.
254 INLINE bool is_history_begin(struct RLContext* ctx, int i)
255 { return ctx->history + i == ctx->real_history; }
256
257 /// Check if index \a i points to the (exclusive) end of history
258 INLINE bool is_history_end(struct RLContext* ctx, int i)
259 { return ctx->history + i == ctx->real_history + HISTORY_SIZE; }
260
261 /// Check if index \a i points to the (exclusive) end of history, or somewhere past the end.
262 INLINE bool is_history_past_end(struct RLContext* ctx, int i)
263 { return ctx->history + i >= ctx->real_history + HISTORY_SIZE; }
264
265 /** Insert \a num_chars characters from \a ch into the history buffer at the
266  *  position indicated by \a curpos. If needed, remove old history to make room.
267  *  Returns true if everything was successful, false if there was no room to
268  *  add the characters.
269  *  \note \a num_chars can be 0, in which case we just make sure the line is
270  *  correctly zero-terminated (ASCIIZ format).
271  */
272 static bool insert_chars(struct RLContext* ctx, size_t *curpos, const char* ch, int num_chars)
273 {
274         ASSERT(!is_history_past_end(ctx, *curpos));
275
276         while (is_history_past_end(ctx, *curpos+num_chars+1))
277         {
278                 if (!pop_history(ctx, *curpos))
279                         return false;
280         }
281
282         while (num_chars--)
283                 ctx->history[++(*curpos)] = *ch++;
284
285         ASSERT(!is_history_past_end(ctx, *curpos + 1));
286         ctx->history[*curpos+1] = '\0';
287         return true;
288 }
289
290 /// Insert a single character \a ch into the buffer (with the same semantic of \c insert_chars())
291 static bool insert_char(struct RLContext* ctx, size_t *curpos, char ch)
292 {
293         return insert_chars(ctx, curpos, &ch, 1);
294 }
295
296 #if DEBUG_DUMP_HISTORY
297 /// Dump the internal history of a context (used only for debug purposes)
298 static void dump_history(struct RLContext* ctx)
299 {
300         int k;
301         char buf[8];
302         ASSERT(ctx->real_history[0] == '\0');
303         rl_puts(ctx, "History dump:");
304         rl_puts(ctx, "\r\n");
305         for (k = 1;
306              ctx->real_history + k != ctx->history + ctx->history_pos + 1;
307              k += strlen(&ctx->real_history[k]) + 1)
308         {
309                 rl_puts(ctx, &ctx->real_history[k]);
310                 rl_puts(ctx, "\r\n");
311         }
312
313         sprintf(buf, "%d\r\n", ctx->history_pos + (ctx->history - ctx->real_history));
314         rl_puts(ctx, buf);
315 }
316 #endif /* DEBUG_DUMP_HISTORY */
317
318 /// Complete the current word. Return false if no unambiguous completion was found
319 static bool complete_word(struct RLContext *ctx, size_t *curpos)
320 {
321         const char* completed_word;
322         size_t wstart;
323
324         // If the current character is a separator,
325         //  there is nothing to complete
326         wstart = *curpos;
327         if (IS_WORD_SEPARATOR(ctx->history[wstart]))
328         {
329                 beep(ctx);
330                 return false;
331         }
332
333         // Find the separator before the current word
334         do
335                 --wstart;
336         while (!IS_WORD_SEPARATOR(ctx->history[wstart]));
337
338         // Complete the word through the hook
339         completed_word = ctx->match(ctx->match_param, ctx->history + wstart + 1, *curpos - wstart);
340         if (!completed_word)
341                 return false;
342
343         // Move back the terminal cursor to the separator
344         while (*curpos != wstart)
345         {
346                 rl_putc(ctx, '\b');
347                 --*curpos;
348         }
349
350         // Insert the completed command
351         insert_chars(ctx, curpos, completed_word, strlen(completed_word));
352         rl_puts(ctx, completed_word);
353         insert_char(ctx, curpos, ' ');
354         rl_putc(ctx, ' ');
355
356         return true;
357 }
358
359 void rl_refresh(struct RLContext* ctx)
360 {
361         rl_puts(ctx, "\r\n");
362         if (ctx->prompt)
363                 rl_puts(ctx, ctx->prompt);
364         rl_puts(ctx, ctx->history + ctx->history_pos + 1);
365 }
366
367 const char* rl_readline(struct RLContext* ctx)
368 {
369         while (1)
370         {
371                 char ch;
372                 int c;
373
374                 ASSERT(ctx->history - ctx->real_history + ctx->line_pos < HISTORY_SIZE);
375
376                 if (!rl_getc(ctx, &c))
377                         return NULL;
378
379                 // Just ignore special keys for now
380                 if (c > SPECIAL_KEYS)
381                         continue;
382
383                 if (c == '\t')
384                 {
385                         // Ask the match hook if available
386                         if (!ctx->match)
387                                 return NULL;
388
389                         complete_word(ctx, &ctx->line_pos);
390                         continue;
391                 }
392
393                 // Backspace cancels a character, or it is ignored if at
394                 //  the start of the line
395                 if (c == '\b')
396                 {
397                         if (ctx->history[ctx->line_pos] != '\0')
398                         {
399                                 --ctx->line_pos;
400                                 rl_puts(ctx, "\b \b");
401                         }
402                         continue;
403                 }
404
405                 if (c == '\r' || c == '\n')
406                 {
407                         rl_puts(ctx, "\r\n");
408                         break;
409                 }
410
411
412                 // Add a character to the buffer, if possible
413                 ch = (char)c;
414                 ASSERT2(ch == c, "a special key was not properly handled");
415                 if (insert_chars(ctx, &ctx->line_pos, &ch, 1))
416                         rl_putc(ctx, ch);
417                 else
418                         beep(ctx);
419         }
420
421         ctx->history_pos = ctx->line_pos + 1;
422         while (ctx->history[ctx->line_pos] != '\0')
423                 --ctx->line_pos;
424
425         // Do not store empty lines in the history
426         if (ctx->line_pos == ctx->history_pos - 1)
427                 ctx->history_pos -= 1;
428
429 #if DEBUG_DUMP_HISTORY
430         dump_history(ctx);
431 #endif
432
433         const char *buf = &ctx->history[ctx->line_pos + 1];
434
435         ctx->line_pos = ctx->history_pos;
436
437         if (ctx->prompt)
438                 rl_puts(ctx, ctx->prompt);
439
440         insert_chars(ctx, &ctx->line_pos, NULL, 0);
441
442         // Since the current pointer now points to the separator, we need
443         //  to return the first character
444         return buf;
445 }
446
447
448 #if DEBUG_UNIT_TEST
449
450 /** Perform the unit test for the readline library */
451 void rl_test(void);
452
453 #if HISTORY_SIZE != 32
454         #error This test needs HISTORY_SIZE to be set at 32
455 #endif
456
457 static struct RLContext test_ctx;
458
459 static char* test_getc_ptr;
460 static int test_getc(void* data)
461 {
462         return *test_getc_ptr++;
463 }
464
465 /** Perform a readline test. The function pipes the characters from \a input_buffer
466  *  through the I/O to \c rl_readline(). After the whole string is sent, \c do_test()
467  *  checks if the current history within the context match \a expected_history.
468  */
469 static bool do_test(char* input_buffer, char* expected_history)
470 {
471         rl_init_ctx(&test_ctx);
472         rl_sethook_get(&test_ctx, test_getc, NULL);
473
474         test_getc_ptr = input_buffer;
475         while (*test_getc_ptr)
476                 rl_readline(&test_ctx);
477
478         if (memcmp(test_ctx.real_history, expected_history, HISTORY_SIZE) != 0)
479         {
480                 ASSERT2(0, "history compare failed");
481                 return false;
482         }
483
484         return true;
485 }
486
487 void rl_test(void)
488 {
489         char* test1_in = "a\nb\nc\nd\ne\nf\ng\nh\ni\nj\nk\nl\nm\nn\no\np\nq\nr\ns\nt\nu\nv\nw\nx\ny\nz\n";
490         char test1_hist[HISTORY_SIZE] = "\0l\0m\0n\0o\0p\0q\0r\0s\0t\0u\0v\0w\0x\0y\0z";
491
492         if (!do_test(test1_in, test1_hist))
493                 return;
494
495         kprintf("rl_test successful\n");
496 }
497
498 #endif /* DEBUG_UNIT_TEST */
499