Added make check target to run unit tests too since this seems to be
[wine] / DEVELOPERS-HINTS
1 This document should help new developers get started. Like all of Wine, it
2 is a work in progress.
3
4
5 SOURCE TREE STRUCTURE
6 =====================
7
8 The Wine source tree is loosely based on the original Windows modules. 
9 Most of the source is concerned with implementing the Wine API, although
10 there are also various tools, documentation, sample Winelib code, and
11 code specific to the binary loader.
12
13 Wine API directories:
14 ---------------------
15
16 KERNEL:
17
18         files/                  - file I/O
19         loader/                 - Win16-, Win32-binary loader
20         memory/                 - memory management
21         msdos/                  - DOS features and BIOS calls (interrupts)
22         scheduler/              - process and thread management
23
24 GDI:
25
26         graphics/               - graphics drivers
27                 x11drv/         - X11 display driver
28                 win16drv/       -> see below 
29                 ttydrv/         - tty display driver
30                 psdrv/          - PostScript graphics driver
31                 metafiledrv/    - metafile driver
32                 enhmetafiledrv/ - enhanced metafile driver
33         objects/                - logical objects
34
35 USER:
36
37         controls/               - built-in widgets
38         resources/              - built-in menu and message box resources
39         windows/                - window management
40
41 Other DLLs:
42
43         dlls/                   - Other system DLLs implemented by Wine
44                 advapi32/       - crypto, systeminfo, security, eventlogging
45                 avifil32/       - COM object to play AVI files
46                 comctl32/       - common controls
47                 commdlg/        - common dialog boxes (both 16 & 32 bit)
48                 crtdll/         - Old C runtime library
49                 dplayx/         - DirectX dplayx
50                 dsound/         - DirectX dsound
51                 imagehlp/       - PE (Portable Executable) Image Helper lib
52                 imm32/
53                 lzexpand/       - Liv-Zempel compression/decompression
54                 mpr/            - Multi-Protocol Router (interface to various 
55                                   network transport protocols)
56                 msacm/          - audio compression manager (multimedia) (16 bit)
57                 msacm32/        - audio compression manager (multimedia) (32 bit)
58                 msnet/
59                 msvcrt/         - C runtime library
60                 msvideo/        - 16 bit video manager
61                 ole32/          - 32 bit OLE 2.0 libraries
62                 oleaut32/       - 32 bit OLE 2.0 automation
63                 olecli/         - 16 bit OLE client
64                 oledlg/         - OLE 2.0 user interface support
65                 olesvr/         - 16 bit OLE server
66                 ntdll/          - NT implementation of kernel calls
67                 psapi/          - process status API
68                 rasapi32/       - remote access server API
69                 shell32/        - COM object implementing shell views
70                 sound/          - Sound on loudspeaker (not sound card)
71                 tapi32/         - telephone API
72                 ver/            - File Installation Library (16 bit)
73                 version/        - File Installation Library (32 bit)
74                 win32s
75                 win87em         - 80387 math-emulation
76                 winaspi/        - 16 bit Advanced SCSI Peripheral Interface
77                 windebug/       - Windows debugger
78                 wing/           - WinG (for games) internface
79                 winmm/          - multimedia (16 & 32 bit)
80                         mciXXX/ - various MCI drivers
81                         wineoss/- MM driver for OSS systems
82                         wavemap/- audio mapper
83                         midimap/- midi mapper
84                 winspool/       - Printing & Print Spooler 
85                 wnaspi32/       - 32 bit ASPI
86
87 Miscellaneous:
88
89         misc/                   - shell, registry, winsock, etc.
90         ipc/                    - SysV IPC based interprocess communication
91         win32/                  - misc Win32 functions
92         ole/                    - OLE code 
93                 nls/            - National Language Support 
94                                   configuration files
95
96 Tools:
97 ------
98
99         rc/                     - old resource compiler
100         tools/                  - relay code builder, new rc, bugreport
101                                   generator, wineconfigurator, etc.
102         documentation/          - some documentation
103
104
105 Binary loader specific directories:
106 -----------------------------------
107
108         debugger/               - built-in debugger
109         if1632/                 - relay code
110         miscemu/                - hardware instruction emulation
111         graphics/win16drv/      - Win16 printer driver
112         server/                 - the main, controlling thread of wine
113         tsx11/                  - thread-safe X11 wrappers (auto generated)
114
115 Winelib specific directories:
116 -----------------------------
117
118         library/                - Required code for programs using Winelib
119         libtest/                - Small samples and tests
120         programs/               - Extended samples / system utilities
121
122
123 IMPLEMENTING NEW API CALLS
124 ==========================
125
126 This is the simple version, and covers only Win32. Win16 is slightly uglier,
127 because of the Pascal heritage and the segmented memory model.
128
129 All of the Win32 APIs known to Wine are listed in [relay32/*.spec]. An
130 unimplemented call will look like (from gdi32.spec)
131   269 stub PolyBezierTo
132 To implement this call, you need to do the following four things.
133
134 1. Find the appropriate parameters for the call, and add a prototype to
135 the correct header file. In this case, that means [include/wingdi.h],
136 and it might look like
137   BOOL WINAPI PolyBezierTo(HDC, LPCVOID, DWORD);
138 If the function has both an ASCII and a Unicode version, you need to
139 define both and add a #define WINELIB_NAME_AW declaration. See below
140 for discussion of function naming conventions.
141   
142 2. Modify the .spec file to tell Wine that the function has an
143 implementation, what the parameters look like and what Wine function
144 to use for the implementation. In Win32, things are simple--everything
145 is 32-bits. However, the relay code handles pointers and pointers to
146 strings slightly differently, so you should use 'str' and 'wstr' for
147 strings, 'ptr' for other pointer types, and 'long' for everything else.
148   269 stdcall PolyBezierTo(long ptr long) PolyBezierTo
149 The 'PolyBezierTo' at the end of the line is which Wine function to use
150 for the implementation.
151
152 3. Implement the function as a stub. Once you add the function to the .spec
153 file, you must add the function to the Wine source before it will link.
154 Add a function called 'PolyBezierTo' somewhere. Good things to put
155 into a stub:
156   o a correct prototype, including the WINAPI
157   o header comments, including full documentation for the function and
158     arguments (see documentation/README.documentation)
159   o A FIXME message and an appropriate return value are good things to
160     put in a stub.
161
162   /************************************************************
163    *                    PolyBezierTo   (GDI32.269)  
164    *  
165    * Draw many Bezier curves
166    *
167    * RETURNS
168    *   nonzero on success or zero on faillure
169    *
170    * BUGS
171    *   Unimplemented
172    */
173    BOOL WINAPI PolyBezierTo(HDC hdc,     /* handle to device context */
174                             LPCVOID p,   /* ptr to array of Point structs */
175                             DWORD count  /* nr of points in array */
176    ) 
177    {
178       /* tell the user they've got a substandard implementation */
179       FIXME(gdi, ":(%x,%p,%d): stub\n", hdc, p, count);
180
181       /* some programs may be able to compensate, 
182        * if they know what happened 
183        */
184       SetLastError(ERROR_CALL_NOT_IMPLEMENTED);  
185       return FALSE;    /* error value */
186    }
187
188 4. Implement and test the rest of the function.
189
190
191 IMPLEMENTING A NEW DLL
192 ======================
193
194 Generic directions
195 ------------------
196
197 Apart from writing the set of needed .c files, you also need to do the 
198 following:
199
200 1.  Create a directory <MyDll> where to store the implementation of
201     the DLL. 
202
203     If the DLL exists under Windows as both 16 and 32 bit DLL, you can
204     either create one directory for each, or have a single directory
205     with both implementations. 
206
207     This (those) directory(ies) have to be put under the dlls/
208     directory in Wine tree structure.
209
210 2.  Create the Makefile.in in the ./dlls/<MyDll>/ directory. You can
211     copy an existing Makefile.in from another ./dlls/ subdirectory.
212
213     You need at least to change the MODULE, SPEC_SRCS, and C_SRCS
214     macros. 
215
216 3.  Add the directory (and the generated .o file for the module) in: 
217     + ./configure.in (in AC_OUTPUT macro at the end of the file to
218       trigger the Makefile generation),
219     + ./Makefile.in (in LIBSUBDIRS and LIBOBJS macros)
220     + ./dlls/Makefile.in (in SUBDIRS macro)
221
222 4.  You can now regenerate ./configure file (with 'make configure')
223     and the various Makefiles (with 'configure; make depend') (run
224     from the top of Wine's tree).
225
226     You shall now have a Makefile file in ./dlls/<MyDll>/
227
228 5.  You now need to declare the DLL in the module lists. This is done
229     by adding the corresponding descriptor in ./if1632/builtin.c if
230     your DLL is 16 bit (resp. ./relay32/builtin.c for a 32 bit DLL)
231     (or both if your directory contains the dual 16/32
232     implementations). 
233
234     Note: the name of the descriptor is based on the module name, not
235     on the file name (they are the same in most of the case, but for
236     some DLLs it's not the case).
237
238 6.  You also need to define the loadorder for the created DLL
239     (./wine.ini and ./loader/loadorder.c). Usually, "native,builtin"
240     is ok. If you have written a paired 16/32 bit implementation, don't
241     forget to define it also in those files. 
242
243 7.  Create the .spec file for the DLL export points in your
244     directory. Refer to 'Implementation of new API calls' earlier in
245     this document for more information on this part.
246
247 8.  Don't forget the .cvsignore file. The .cvsignore contain (on a per
248     directory basis) all the files generated by the compilation
249     process, why cvs shall ignore when processing the dir. 
250     *.o is in there by default, but in Wine case you will find:
251     - Makefile (generated from Makefile.in)
252     - *.spec.c: those c files are generated by tools/build from the
253       .spec file
254     - when thunking down to 16 bit DLLs, you'll get some others (.glue.c)
255     - result of .y => .c translation (by yacc or bison)
256     - result of .rc compilation
257     - ...
258     For a simple DLL, listing in .cvsignore Makefile and
259     <MyDll>.spec.c will do. 
260
261 9.  You can now start adding .c files.
262
263 10. For the .h files, if they are standard Windows one, put them in
264     include/. If they are linked to *your* implementation of the DLL,
265     put them in your newly created directory.
266
267 Debug channels
268 --------------
269
270 If you need to create a new debug channel, just add the
271 DECLARE_DEBUG_CHANNEL to your .c file(s) and rerun
272 tools/make_debug. When sending out your patch, you don't need to
273 provide neither ./configure nor the ./include/debugdefs.h diffs. Just
274 indicate that those files need to be regenerated.
275
276 Resources
277 ---------
278
279 If you also need to add resources to your DLL, the create the .rc
280 file. Since, the .rc file will be translated into a .s file, and then
281 compiled as a .o file, its basename must be different from the
282 basename of any .c file.
283 Add to your ./dlls/<MyDll>/Makefile.in, in the RC_SRCS macro, the list 
284 of .rc files to add to the DLL. You may also have to add the following
285 directives
286 1/ to tell gnumake to translate .rc into .s files,
287         $(RC_SRCS:.rc=.s): $(WRC)
288 2/ to give some parameters to wrc for helping the translation.
289         WRCEXTRA  = -s -p$(MODULE)
290
291 See dlls/comctl32/ for an example of this.
292
293 Thunking
294 --------
295
296 If you're building a 16 & 32 bit DLLs pair, then from the 32 bit code
297 you might need to call 16 bit routine. The way to do it to add in the
298 code, fragments like:
299 /* ### Start build ### */
300 extern WORD CALLBACK <PREFIX>_CallTo16_word_wwlll(FARPROC16,WORD,WORD,LONG,LONG,LONG);
301 /* ### stop build ### */
302 Where <PREFIX>_ is an internal prefix for your module. The first
303 parameter is always of type FARPROC16. Then, you can get the regular
304 list of parameters. The _word_wwlll indicates the type of return (long
305 or word) and the size of the parameters (here l=>long, w=>word; which
306 maps to WORD,WORD,LONG,LONG,LONG.
307 You can put several functions between the Start/Stop build pair.
308
309 You can also read tools/build.txt for more details on this.
310
311 Then, add to ./dlls/<MyDll>/Makefile.in to the macro GLUE the list of
312 .c files containing the /* ### Start build ### */ directives.
313
314 See dlls/winmm/ for an example of this.
315
316 MEMORY AND SEGMENTS
317 ===================
318
319 NE (Win16) executables consist of multiple segments.  The Wine loader
320 loads each segment into a unique location in the Wine processes memory
321 and assigns a selector to that segment.  Because of this, it's not
322 possible to exchange addresses freely between 16-bit and 32-bit code.
323 Addresses used by 16-bit code are segmented addresses (16:16), formed
324 by a 16-bit selector and a 16-bit offset.  Those used by the Wine code
325 are regular 32-bit linear addresses.
326
327 There are four ways to obtain a segmented pointer:
328   - Use the SEGPTR_* macros in include/heap.h (recommended).
329   - Allocate a block of memory from the global heap and use
330     WIN16_GlobalLock to get its segmented address.
331   - Allocate a block of memory from a local heap, and build the
332     segmented address from the local heap selector (see the
333     USER_HEAP_* macros for an example of this).
334   - Declare the argument as 'segptr' instead of 'ptr' in the spec file
335     for a given API function.
336
337 Once you have a segmented pointer, it must be converted to a linear
338 pointer before you can use it from 32-bit code.  This can be done with
339 the PTR_SEG_TO_LIN() and PTR_SEG_OFF_TO_LIN() macros.  The linear
340 pointer can then be used freely with standard Unix functions like
341 memcpy() etc. without worrying about 64k boundaries.  Note: there's no
342 easy way to convert back from a linear to a segmented address.
343
344 In most cases, you don't need to worry about segmented address, as the
345 conversion is made automatically by the callback code and the API
346 functions only see linear addresses. However, in some cases it is
347 necessary to manipulate segmented addresses; the most frequent cases
348 are:
349   - API functions that return a pointer
350   - lParam of Windows messages that point to a structure
351   - Pointers contained inside structures accessed by 16-bit code.
352
353 It is usually a good practice to used the type 'SEGPTR' for segmented
354 pointers, instead of something like 'LPSTR' or 'char *'.  As SEGPTR is
355 defined as a DWORD, you'll get a compilation warning if you mistakenly
356 use it as a regular 32-bit pointer.
357
358
359 STRUCTURE PACKING
360 =================
361
362 Under Windows, data structures are tightly packed, i.e. there is no
363 padding between structure members. On the other hand, by default gcc
364 aligns structure members (e.g. WORDs are on a WORD boundary, etc.).
365 This means that a structure like
366
367 struct { BYTE x; WORD y; };
368
369 will take 3 bytes under Windows, but 4 with gcc, because gcc will add a
370 dummy byte between x and y. To have the correct layout for structures
371 used by Windows code, you need to embed the struct within two special
372 #include's which will take care of the packing for you:
373
374 #include "pshpack1.h"
375 struct { BYTE x; WORD y; };
376 #include "poppack1.h"
377
378 For alignment on a 2-byte boundary, there is a "pshpack2.h", etc.
379
380 The use of the WINE_PACKED attribute is obsolete. Please remove these 
381 in favour of the above solution. 
382 Using WINE_PACKED, you would declare the above structure like this:
383
384 struct { BYTE x; WORD y WINE_PACKED; };
385
386 You had to do this every time a structure member is not aligned
387 correctly under Windows (i.e. a WORD not on an even address, or a
388 DWORD on a address that was not a multiple of 4).
389
390
391 NAMING CONVENTIONS FOR API FUNCTIONS AND TYPES
392 ==============================================
393
394 In order to support both Win16 and Win32 APIs within the same source
395 code, the following convention must be used in naming all API
396 functions and types. If the Windows API uses the name 'xxx', the Wine
397 code must use:
398
399  - 'xxx16' for the Win16 version,
400  - 'xxx'   for the Win32 version when no ASCII/Unicode strings are
401    involved,
402  - 'xxxA'  for the Win32 version with ASCII strings,
403  - 'xxxW'  for the Win32 version with Unicode strings.
404
405 If the function has both ASCII and Unicode version, you should then
406 use the macros WINELIB_NAME_AW(xxx) or DECL_WINELIB_TYPE_AW(xxx)
407 (defined in include/windef.h) to define the correct 'xxx' function
408 or type for Winelib. When compiling Wine itself, 'xxx' is _not_
409 defined, meaning that code inside of Wine must always specify
410 explicitly the ASCII or Unicode version.
411
412 If 'xxx' is the same in Win16 and Win32, you can simply use the same
413 name as Windows, i.e. just 'xxx'.  If 'xxx' is Win16 only, you could
414 use the name as is, but it's preferable to use 'xxx16' to make it
415 clear it is a Win16 function.
416
417 Examples:
418
419 typedef struct { /* Win32 ASCII data structure */ } WNDCLASSA;
420 typedef struct { /* Win32 Unicode data structure */ } WNDCLASSW;
421 typedef struct { /* Win16 data structure */ } WNDCLASS16;
422 DECL_WINELIB_TYPE_AW(WNDCLASS);
423
424 ATOM RegisterClass16( WNDCLASS16 * );
425 ATOM RegisterClassA( WNDCLASSA * );
426 ATOM RegisterClassW( WNDCLASSW * );
427 #define RegisterClass WINELIB_NAME_AW(RegisterClass)
428
429 The Winelib user can then say:
430
431     WNDCLASS wc = { ... };
432     RegisterClass( &wc );
433
434 and this will use the correct declaration depending on the definition
435 of the UNICODE symbol.
436
437
438 NAMING CONVENTIONS FOR NON-API FUNCTIONS AND TYPES
439 ==================================================
440
441 Functions and data which are internal to your code (or at least shouldn't be
442 visible to any Winelib or Windows program) should be preceded by
443 an identifier to the module:
444
445 Examples:
446
447 ENUMPRINTERS_GetDWORDFromRegistryA()    (in dlls/winspool/info.c)
448 IAVIFile_fnRelease()                    (in dlls/avifil32/avifile.c)
449 X11DRV_CreateDC()                       (in graphics/x11drv/init.c)
450 TIMER_Init()                            (implemented in windows/timer.c,
451                                          used in loader/main.c )
452
453 if you need prototypes for these, there are a few possibilities:
454 - within same source file only:
455   put the prototypes at the top of your file and mark them as prototypes.
456 - within the same module:
457   create a header file within the subdirectory where that module resides,
458   e.g.  graphics/ddraw_private.h
459 - from a totally different module, or for use in winelib:
460   put your header file entry in /include/wine/
461   but be careful not to clutter this directory!
462 under no circumstances, you should add non-api calls to the standard
463 windoze include files. Unfortunately, this is often the case, e.g.
464 the above example of TIMER_Init is defined in include/message.h
465
466
467 API ENTRY POINTS
468 ================
469
470 Because Win16 programs use a 16-bit stack and because they can only
471 call 16:16 addressed functions, all API entry points must be at low
472 address offsets and must have the arguments translated and moved to
473 Wines 32-bit stack.  This task is handled by the code in the "if1632"
474 directory.  To define a new API entry point handler you must place a
475 new entry in the appropriate API specification file.  These files are
476 named *.spec.  For example, the API specification file for the USER
477 DLL is contained in the file user.spec.  These entries are processed
478 by the "build" program to create an assembly file containing the entry
479 point code for each API call.  The format of the *.spec files is
480 documented in the file "tools/build-spec.txt".
481
482
483 DEBUG MESSAGES
484 ==============
485
486 To display a message only during debugging, you normally write something
487 like this:
488
489         TRACE(win,"abc...");  or
490         FIXME(win,"abc...");  or
491         WARN(win,"abc...");   or
492         ERR(win,"abc...");
493
494 depending on the seriousness of the problem. (documentation/degug-msgs
495 explains when it is appropriate to use each of them)
496
497 These macros are defined in include/debug.h. The macro-definitions are
498 generated by the shell-script tools/make_debug. It scans the source
499 code for symbols of this forms and puts the necessary macro
500 definitions in include/debug.h and include/debugdefs.h. These macros
501 test whether the debugging "channel" associated with the first
502 argument of these macros (win in the above example) is enabled and
503 thus decide whether to actually display the text.  In addition you can
504 change the types of displayed messages by supplying the "-debugmsg"
505 option to Wine.  If your debugging code is more complex than just
506 printf, you can use the symbols TRACE_ON(xxx), WARN_ON(xxx),
507 ERR_ON(xxx) and FIXME_ON(xxx) as well. These are true when channel xxx
508 is enabled, either permanent or in the command line. Thus, you can
509 write:
510
511         if(TRACE_ON(win))DumpSomeStructure(&str);
512
513 Don't worry about the inefficiency of the test. If it is permanently 
514 disabled (that is TRACE_ON(win) is 0 at compile time), the compiler will 
515 eliminate the dead code.
516
517 You have to start tools/make_debug only if you introduced a new macro,
518 e.g.  TRACE(win32).
519
520 For more info about debugging messages, read:
521
522 documentation/debug-msgs
523
524
525 MORE INFO
526 =========
527
528 1. There is a FREE online version of the MSDN library (including
529    documentation for the Win32 API) on http://www.microsoft.com/msdn/
530
531 2. http://www.sonic.net/~undoc/bookstore.html
532
533 3. In 1993 Dr. Dobbs Journal published a column called "Undocumented Corner".
534
535 4. You might want to check out BYTE from December 1983 as well :-)
536