doc: add example code for udf

docs/zh/08-develop/09-udf.md

@@ -75,13 +75,32 @@ int32_t udf_destroy()
 
 用 C 语言开发标量函数的模板如下。
 ```c
+#include "taos.h"
+#include "taoserror.h"
+#include "taosudf.h"
+
+// Initialization function. If no initialization, we can skip definition of it. 
+// The initialization function shall be concatenation of the udf name and _init suffix
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t scalarfn_init() {
+    // initialization.
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
+
+// Scalar function main computation function
+// @param inputDataBlock, input data block composed of multiple columns with each column defined by SUdfColumn
+// @param resultColumn, output column
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t scalarfn(SUdfDataBlock* inputDataBlock, SUdfColumn* resultColumn) {
+    // read data from inputDataBlock and process, then output to resultColumn.
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
+
+// Cleanup function. If no cleanup related processing, we can skip definition of it.
+// The destroy function shall be concatenation of the udf name and _destroy suffix.
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t scalarfn_destroy() {
+    // clean up
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
 ```
@@ -89,19 +108,52 @@ int32_t scalarfn_destroy() {
 
 用C语言开发聚合函数的模板如下。
 ```c
+#include "taos.h"
+#include "taoserror.h"
+#include "taosudf.h"
+
+// Initialization function. If no initialization, we can skip definition of it. 
+// The initialization function shall be concatenation of the udf name and _init suffix
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t aggfn_init() {
+    // initialization.
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
+
+// Aggregate start function. The intermediate value or the state(@interBuf) is initialized in this function. 
+// The function name shall be concatenation of udf name and _start suffix
+// @param interbuf intermediate value to initialize
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t aggfn_start(SUdfInterBuf* interBuf) {
+    // initialize intermediate value in interBuf
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
+
+// Aggregate reduce function. This function aggregate old state(@interbuf) and one data bock(inputBlock) and output a new state(@newInterBuf).
+// @param inputBlock input data block
+// @param interBuf old state
+// @param newInterBuf new state
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t aggfn(SUdfDataBlock* inputBlock, SUdfInterBuf *interBuf, SUdfInterBuf *newInterBuf) {
+    // read from inputBlock and interBuf and output to newInterBuf
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
-int32_t aggfn_finish(SUdfInterBuf* interBuf, SUdfInterBuf *result) {
+
+// Aggregate function finish function. This function transforms the intermediate value(@interBuf) into the final output(@result).
+// The function name must be concatenation of aggfn and _finish suffix.
+// @interBuf : intermediate value
+// @result: final result
+// @return error number defined in taoserror.h
+int32_t int32_t aggfn_finish(SUdfInterBuf* interBuf, SUdfInterBuf *result) {
+    // read data from inputDataBlock and process, then output to result
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
+
+// Cleanup function. If no cleanup related processing, we can skip definition of it. 
+// The destroy function shall be concatenation of the udf name and _destroy suffix.
+// @return error number defined in taoserror.h
 int32_t aggfn_destroy() {
+    // clean up
     return TSDB_CODE_SUCCESS;
 }
 ```
@@ -116,6 +168,119 @@ gcc -g -O0 -fPIC -shared bit_and.c -o libbitand.so
 
 为了保证可靠运行，推荐使用 7.5 及以上版本的 GCC。
 
+### C UDF 数据结构
+```c
+typedef struct SUdfColumnMeta {
+  int16_t type;
+  int32_t bytes;
+  uint8_t precision;
+  uint8_t scale;
+} SUdfColumnMeta;
+
+typedef struct SUdfColumnData {
+  int32_t numOfRows;
+  int32_t rowsAlloc;
+  union {
+    struct {
+      int32_t nullBitmapLen;
+      char   *nullBitmap;
+      int32_t dataLen;
+      char   *data;
+    } fixLenCol;
+
+    struct {
+      int32_t  varOffsetsLen;
+      int32_t *varOffsets;
+      int32_t  payloadLen;
+      char    *payload;
+      int32_t  payloadAllocLen;
+    } varLenCol;
+  };
+} SUdfColumnData;
+
+typedef struct SUdfColumn {
+  SUdfColumnMeta colMeta;
+  bool           hasNull;
+  SUdfColumnData colData;
+} SUdfColumn;
+
+typedef struct SUdfDataBlock {
+  int32_t numOfRows;
+  int32_t numOfCols;
+  SUdfColumn **udfCols;
+} SUdfDataBlock;
+
+typedef struct SUdfInterBuf {
+  int32_t bufLen;
+  char   *buf;
+  int8_t  numOfResult; //zero or one
+} SUdfInterBuf;
+```
+数据结构说明如下：
+
+- SUdfDataBlock 数据块包含行数 numOfRows 和列数 numCols。udfCols[i] (0 \<= i \<= numCols-1)表示每一列数据，类型为SUdfColumn*。
+- SUdfColumn 包含列的数据类型定义 colMeta 和列的数据 colData。
+- SUdfColumnMeta 成员定义同 taos.h 数据类型定义。
+- SUdfColumnData 数据可以变长，varLenCol 定义变长数据，fixLenCol 定义定长数据。 
+- SUdfInterBuf 定义中间结构 buffer，以及 buffer 中结果个数 numOfResult
+
+为了更好的操作以上数据结构，提供了一些便利函数，定义在 taosudf.h。
+
+
+### C UDF 示例代码
+
+#### 标量函数示例 [bit_and](https://github.com/taosdata/TDengine/blob/3.0/tests/script/sh/bit_and.c)
+
+bit_add 实现多列的按位与功能。如果只有一列，返回这一列。bit_add 忽略空值。
+
+<details>
+<summary>bit_and.c</summary>
+
+```c
+{{#include tests/script/sh/bit_and.c}}
+```
+
+</details>
+
+#### 聚合函数示例1 返回值为数值类型 [l2norm](https://github.com/taosdata/TDengine/blob/3.0/tests/script/sh/l2norm.c)
+
+l2norm 实现了输入列的所有数据的二阶范数，即对每个数据先平方，再累加求和，最后开方。
+
+<details>
+<summary>l2norm.c</summary>
+
+```c
+{{#include tests/script/sh/l2norm.c}}
+```
+
+</details>
+
+#### 聚合函数示例2 返回值为字符串类型 [max_vol](https://github.com/taosdata/TDengine/blob/3.0/tests/script/sh/max_vol.c)
+
+max_vol 实现了从多个输入的电压列中找到最大电压，返回由设备 ID + 最大电压所在（行，列）+ 最大电压值 组成的组合字符串值
+
+创建表：
+```bash
+create table battery(ts timestamp, vol1 float, vol2 float, vol3 float, deviceId varchar(16));
+```
+创建自定义函数：
+```bash
+create aggregate function max_vol as '/root/udf/libmaxvol.so' outputtype binary(64) bufsize 10240 language 'C'; 
+```
+使用自定义函数：
+```bash
+select max_vol(vol1, vol2, vol3, deviceid) from battery;
+```
+
+<details>
+<summary>max_vol.c</summary>
+
+```c
+{{#include tests/script/sh/max_vol.c}}
+```
+
+</details>
+
 ## 用 Python 语言开发 UDF
 
 ### 准备环境
@@ -129,6 +294,13 @@ gcc -g -O0 -fPIC -shared bit_and.c -o libbitand.so
 - 第3步，执行命令 ldconfig。
 - 第4步，启动 taosd 服务。
 
+安装过程中会编译 C++ 源码，因此系统上要有 cmake 和 gcc。编译生成的 libtaospyudf.so 文件自动会被复制到 /usr/local/lib/ 目录，因此如果是非 root 用户，安装时需加 sudo。安装完可以检查这个目录是否有了这个文件:
+
+```shell
+root@slave11 ~/udf $ ls -l /usr/local/lib/libtaos*
+-rw-r--r-- 1 root root 671344 May 24 22:54 /usr/local/lib/libtaospyudf.so
+```
+
 ### 接口定义
 
 当使用 Python 语言开发 UDF 时，需要实现规定的接口函数。具体要求如下。
@@ -458,7 +630,7 @@ def process(block):
             for i in range(rows)]
 ```
 
-UDF 框架会将 TDengine 的 timestamp 类型映射为 Python 的 int 类型，所以这个函数只接受一个表示毫秒数的整数。process 方法先做参数检查，然后用 moment 包替换时间的星期为星期日，最后格式化输出。输出的字符串长度是固定的10个字符长，因此可以这样创建 UDF 函数：
+UDF 框架会将 TDengine 的 timestamp 类型映射为 Python 的 int 类型，所以这个函数只接受一个表示毫秒数的整数。process 方法先做参数检查，然后用 moment 包替换时间的星期为星期日，最后格式化输出。输出的字符串长度是固定的 10 个字符长，因此可以这样创建 UDF 函数：
 
 ```sql
 create function nextsunday as '/root/udf/nextsunday.py' outputtype binary(10) language 'Python';
@@ -625,6 +797,45 @@ close log file: spread.log
 
 通过这个示例，我们学会了如何定义聚合函数，并打印自定义的日志信息。
 
+### 更多 Python UDF 示例代码
+#### 标量函数示例 [pybitand](https://github.com/taosdata/TDengine/blob/3.0/tests/script/sh/pybitand.py)
+
+pybitand 实现多列的按位与功能。如果只有一列，返回这一列。pybitand 忽略空值。
+
+<details>
+<summary>pybitand.py</summary>
+
+```Python
+{{#include tests/script/sh/pybitand.py}}
+```
+
+</details>
+
+#### 聚合函数示例 [pyl2norm](https://github.com/taosdata/TDengine/blob/3.0/tests/script/sh/pyl2norm.py)
+
+pyl2norm 实现了输入列的所有数据的二阶范数，即对每个数据先平方，再累加求和，最后开方。
+
+<details>
+<summary>pyl2norm.py</summary>
+
+```c
+{{#include tests/script/sh/pyl2norm.py}}
+```
+
+</details>
+
+#### 聚合函数示例 [pycumsum](https://github.com/taosdata/TDengine/blob/3.0/tests/script/sh/pycumsum.py)
+
+pycumsum 使用 numpy 计算输入列所有数据的累积和。
+<details>
+<summary>pycumsum.py</summary>
+
+```c
+{{#include tests/script/sh/pycumsum.py}}
+```
+
+</details>
+
 ## 管理 UDF 
 
 在集群中管理 UDF 的过程涉及创建、使用和维护这些函数。用户可以通过 SQL 在集群中创建和管理 UDF，一旦创建成功，集群的所有用户都可以在 SQL 中使用这些函数。由于 UDF 存储在集群的 mnode 上，因此即使重启集群，已经创建的 UDF 也仍然可用。
@@ -637,7 +848,7 @@ close log file: spread.log
 
 创建标量函数的 SQL 语法如下。
 ```sql
-CREATE FUNCTION function_name AS library_path OUTPUTTYPE output_type LANGUAGE 'Python';
+CREATE OR REPLACE FUNCTION function_name AS library_path OUTPUTTYPE output_type LANGUAGE 'Python';
 ```
 各参数说明如下。
 - or replace：如果函数已经存在，则会修改已有的函数属性。
@@ -651,7 +862,7 @@ CREATE FUNCTION function_name AS library_path OUTPUTTYPE output_type LANGUAGE 'P
 
 创建聚合函数的 SQL 语法如下。
 ```sql
-CREATE AGGREGATE FUNCTION function_name library_path OUTPUTTYPE output_type LANGUAGE 'Python';
+CREATE OR REPLACE AGGREGATE FUNCTION function_name library_path OUTPUTTYPE output_type LANGUAGE 'Python';
 ```
 
 其中，buffer_size 表示中间计算结果的缓冲区大小，单位是字节。其他参数的含义与标量函数相同。
@@ -675,3 +886,10 @@ DROP FUNCTION function_name;
 show functions;
 ```
 
+### 查看函数信息
+  
+同名的 UDF 每更新一次，版本号会增加 1。   
+```sql
+select * from ins_functions \G;     
+```
+