Merge tag 'ffa-fixes-5.15' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/sudeep...
[platform/kernel/linux-rpi.git] / Documentation / networking / rxrpc.rst
1 .. SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2
3 ======================
4 RxRPC Network Protocol
5 ======================
6
7 The RxRPC protocol driver provides a reliable two-phase transport on top of UDP
8 that can be used to perform RxRPC remote operations.  This is done over sockets
9 of AF_RXRPC family, using sendmsg() and recvmsg() with control data to send and
10 receive data, aborts and errors.
11
12 Contents of this document:
13
14  (#) Overview.
15
16  (#) RxRPC protocol summary.
17
18  (#) AF_RXRPC driver model.
19
20  (#) Control messages.
21
22  (#) Socket options.
23
24  (#) Security.
25
26  (#) Example client usage.
27
28  (#) Example server usage.
29
30  (#) AF_RXRPC kernel interface.
31
32  (#) Configurable parameters.
33
34
35 Overview
36 ========
37
38 RxRPC is a two-layer protocol.  There is a session layer which provides
39 reliable virtual connections using UDP over IPv4 (or IPv6) as the transport
40 layer, but implements a real network protocol; and there's the presentation
41 layer which renders structured data to binary blobs and back again using XDR
42 (as does SunRPC)::
43
44                 +-------------+
45                 | Application |
46                 +-------------+
47                 |     XDR     |         Presentation
48                 +-------------+
49                 |    RxRPC    |         Session
50                 +-------------+
51                 |     UDP     |         Transport
52                 +-------------+
53
54
55 AF_RXRPC provides:
56
57  (1) Part of an RxRPC facility for both kernel and userspace applications by
58      making the session part of it a Linux network protocol (AF_RXRPC).
59
60  (2) A two-phase protocol.  The client transmits a blob (the request) and then
61      receives a blob (the reply), and the server receives the request and then
62      transmits the reply.
63
64  (3) Retention of the reusable bits of the transport system set up for one call
65      to speed up subsequent calls.
66
67  (4) A secure protocol, using the Linux kernel's key retention facility to
68      manage security on the client end.  The server end must of necessity be
69      more active in security negotiations.
70
71 AF_RXRPC does not provide XDR marshalling/presentation facilities.  That is
72 left to the application.  AF_RXRPC only deals in blobs.  Even the operation ID
73 is just the first four bytes of the request blob, and as such is beyond the
74 kernel's interest.
75
76
77 Sockets of AF_RXRPC family are:
78
79  (1) created as type SOCK_DGRAM;
80
81  (2) provided with a protocol of the type of underlying transport they're going
82      to use - currently only PF_INET is supported.
83
84
85 The Andrew File System (AFS) is an example of an application that uses this and
86 that has both kernel (filesystem) and userspace (utility) components.
87
88
89 RxRPC Protocol Summary
90 ======================
91
92 An overview of the RxRPC protocol:
93
94  (#) RxRPC sits on top of another networking protocol (UDP is the only option
95      currently), and uses this to provide network transport.  UDP ports, for
96      example, provide transport endpoints.
97
98  (#) RxRPC supports multiple virtual "connections" from any given transport
99      endpoint, thus allowing the endpoints to be shared, even to the same
100      remote endpoint.
101
102  (#) Each connection goes to a particular "service".  A connection may not go
103      to multiple services.  A service may be considered the RxRPC equivalent of
104      a port number.  AF_RXRPC permits multiple services to share an endpoint.
105
106  (#) Client-originating packets are marked, thus a transport endpoint can be
107      shared between client and server connections (connections have a
108      direction).
109
110  (#) Up to a billion connections may be supported concurrently between one
111      local transport endpoint and one service on one remote endpoint.  An RxRPC
112      connection is described by seven numbers::
113
114         Local address   }
115         Local port      } Transport (UDP) address
116         Remote address  }
117         Remote port     }
118         Direction
119         Connection ID
120         Service ID
121
122  (#) Each RxRPC operation is a "call".  A connection may make up to four
123      billion calls, but only up to four calls may be in progress on a
124      connection at any one time.
125
126  (#) Calls are two-phase and asymmetric: the client sends its request data,
127      which the service receives; then the service transmits the reply data
128      which the client receives.
129
130  (#) The data blobs are of indefinite size, the end of a phase is marked with a
131      flag in the packet.  The number of packets of data making up one blob may
132      not exceed 4 billion, however, as this would cause the sequence number to
133      wrap.
134
135  (#) The first four bytes of the request data are the service operation ID.
136
137  (#) Security is negotiated on a per-connection basis.  The connection is
138      initiated by the first data packet on it arriving.  If security is
139      requested, the server then issues a "challenge" and then the client
140      replies with a "response".  If the response is successful, the security is
141      set for the lifetime of that connection, and all subsequent calls made
142      upon it use that same security.  In the event that the server lets a
143      connection lapse before the client, the security will be renegotiated if
144      the client uses the connection again.
145
146  (#) Calls use ACK packets to handle reliability.  Data packets are also
147      explicitly sequenced per call.
148
149  (#) There are two types of positive acknowledgment: hard-ACKs and soft-ACKs.
150      A hard-ACK indicates to the far side that all the data received to a point
151      has been received and processed; a soft-ACK indicates that the data has
152      been received but may yet be discarded and re-requested.  The sender may
153      not discard any transmittable packets until they've been hard-ACK'd.
154
155  (#) Reception of a reply data packet implicitly hard-ACK's all the data
156      packets that make up the request.
157
158  (#) An call is complete when the request has been sent, the reply has been
159      received and the final hard-ACK on the last packet of the reply has
160      reached the server.
161
162  (#) An call may be aborted by either end at any time up to its completion.
163
164
165 AF_RXRPC Driver Model
166 =====================
167
168 About the AF_RXRPC driver:
169
170  (#) The AF_RXRPC protocol transparently uses internal sockets of the transport
171      protocol to represent transport endpoints.
172
173  (#) AF_RXRPC sockets map onto RxRPC connection bundles.  Actual RxRPC
174      connections are handled transparently.  One client socket may be used to
175      make multiple simultaneous calls to the same service.  One server socket
176      may handle calls from many clients.
177
178  (#) Additional parallel client connections will be initiated to support extra
179      concurrent calls, up to a tunable limit.
180
181  (#) Each connection is retained for a certain amount of time [tunable] after
182      the last call currently using it has completed in case a new call is made
183      that could reuse it.
184
185  (#) Each internal UDP socket is retained [tunable] for a certain amount of
186      time [tunable] after the last connection using it discarded, in case a new
187      connection is made that could use it.
188
189  (#) A client-side connection is only shared between calls if they have
190      the same key struct describing their security (and assuming the calls
191      would otherwise share the connection).  Non-secured calls would also be
192      able to share connections with each other.
193
194  (#) A server-side connection is shared if the client says it is.
195
196  (#) ACK'ing is handled by the protocol driver automatically, including ping
197      replying.
198
199  (#) SO_KEEPALIVE automatically pings the other side to keep the connection
200      alive [TODO].
201
202  (#) If an ICMP error is received, all calls affected by that error will be
203      aborted with an appropriate network error passed through recvmsg().
204
205
206 Interaction with the user of the RxRPC socket:
207
208  (#) A socket is made into a server socket by binding an address with a
209      non-zero service ID.
210
211  (#) In the client, sending a request is achieved with one or more sendmsgs,
212      followed by the reply being received with one or more recvmsgs.
213
214  (#) The first sendmsg for a request to be sent from a client contains a tag to
215      be used in all other sendmsgs or recvmsgs associated with that call.  The
216      tag is carried in the control data.
217
218  (#) connect() is used to supply a default destination address for a client
219      socket.  This may be overridden by supplying an alternate address to the
220      first sendmsg() of a call (struct msghdr::msg_name).
221
222  (#) If connect() is called on an unbound client, a random local port will
223      bound before the operation takes place.
224
225  (#) A server socket may also be used to make client calls.  To do this, the
226      first sendmsg() of the call must specify the target address.  The server's
227      transport endpoint is used to send the packets.
228
229  (#) Once the application has received the last message associated with a call,
230      the tag is guaranteed not to be seen again, and so it can be used to pin
231      client resources.  A new call can then be initiated with the same tag
232      without fear of interference.
233
234  (#) In the server, a request is received with one or more recvmsgs, then the
235      the reply is transmitted with one or more sendmsgs, and then the final ACK
236      is received with a last recvmsg.
237
238  (#) When sending data for a call, sendmsg is given MSG_MORE if there's more
239      data to come on that call.
240
241  (#) When receiving data for a call, recvmsg flags MSG_MORE if there's more
242      data to come for that call.
243
244  (#) When receiving data or messages for a call, MSG_EOR is flagged by recvmsg
245      to indicate the terminal message for that call.
246
247  (#) A call may be aborted by adding an abort control message to the control
248      data.  Issuing an abort terminates the kernel's use of that call's tag.
249      Any messages waiting in the receive queue for that call will be discarded.
250
251  (#) Aborts, busy notifications and challenge packets are delivered by recvmsg,
252      and control data messages will be set to indicate the context.  Receiving
253      an abort or a busy message terminates the kernel's use of that call's tag.
254
255  (#) The control data part of the msghdr struct is used for a number of things:
256
257      (#) The tag of the intended or affected call.
258
259      (#) Sending or receiving errors, aborts and busy notifications.
260
261      (#) Notifications of incoming calls.
262
263      (#) Sending debug requests and receiving debug replies [TODO].
264
265  (#) When the kernel has received and set up an incoming call, it sends a
266      message to server application to let it know there's a new call awaiting
267      its acceptance [recvmsg reports a special control message].  The server
268      application then uses sendmsg to assign a tag to the new call.  Once that
269      is done, the first part of the request data will be delivered by recvmsg.
270
271  (#) The server application has to provide the server socket with a keyring of
272      secret keys corresponding to the security types it permits.  When a secure
273      connection is being set up, the kernel looks up the appropriate secret key
274      in the keyring and then sends a challenge packet to the client and
275      receives a response packet.  The kernel then checks the authorisation of
276      the packet and either aborts the connection or sets up the security.
277
278  (#) The name of the key a client will use to secure its communications is
279      nominated by a socket option.
280
281
282 Notes on sendmsg:
283
284  (#) MSG_WAITALL can be set to tell sendmsg to ignore signals if the peer is
285      making progress at accepting packets within a reasonable time such that we
286      manage to queue up all the data for transmission.  This requires the
287      client to accept at least one packet per 2*RTT time period.
288
289      If this isn't set, sendmsg() will return immediately, either returning
290      EINTR/ERESTARTSYS if nothing was consumed or returning the amount of data
291      consumed.
292
293
294 Notes on recvmsg:
295
296  (#) If there's a sequence of data messages belonging to a particular call on
297      the receive queue, then recvmsg will keep working through them until:
298
299      (a) it meets the end of that call's received data,
300
301      (b) it meets a non-data message,
302
303      (c) it meets a message belonging to a different call, or
304
305      (d) it fills the user buffer.
306
307      If recvmsg is called in blocking mode, it will keep sleeping, awaiting the
308      reception of further data, until one of the above four conditions is met.
309
310  (2) MSG_PEEK operates similarly, but will return immediately if it has put any
311      data in the buffer rather than sleeping until it can fill the buffer.
312
313  (3) If a data message is only partially consumed in filling a user buffer,
314      then the remainder of that message will be left on the front of the queue
315      for the next taker.  MSG_TRUNC will never be flagged.
316
317  (4) If there is more data to be had on a call (it hasn't copied the last byte
318      of the last data message in that phase yet), then MSG_MORE will be
319      flagged.
320
321
322 Control Messages
323 ================
324
325 AF_RXRPC makes use of control messages in sendmsg() and recvmsg() to multiplex
326 calls, to invoke certain actions and to report certain conditions.  These are:
327
328         ======================= === =========== ===============================
329         MESSAGE ID              SRT DATA        MEANING
330         ======================= === =========== ===============================
331         RXRPC_USER_CALL_ID      sr- User ID     App's call specifier
332         RXRPC_ABORT             srt Abort code  Abort code to issue/received
333         RXRPC_ACK               -rt n/a         Final ACK received
334         RXRPC_NET_ERROR         -rt error num   Network error on call
335         RXRPC_BUSY              -rt n/a         Call rejected (server busy)
336         RXRPC_LOCAL_ERROR       -rt error num   Local error encountered
337         RXRPC_NEW_CALL          -r- n/a         New call received
338         RXRPC_ACCEPT            s-- n/a         Accept new call
339         RXRPC_EXCLUSIVE_CALL    s-- n/a         Make an exclusive client call
340         RXRPC_UPGRADE_SERVICE   s-- n/a         Client call can be upgraded
341         RXRPC_TX_LENGTH         s-- data len    Total length of Tx data
342         ======================= === =========== ===============================
343
344         (SRT = usable in Sendmsg / delivered by Recvmsg / Terminal message)
345
346  (#) RXRPC_USER_CALL_ID
347
348      This is used to indicate the application's call ID.  It's an unsigned long
349      that the app specifies in the client by attaching it to the first data
350      message or in the server by passing it in association with an RXRPC_ACCEPT
351      message.  recvmsg() passes it in conjunction with all messages except
352      those of the RXRPC_NEW_CALL message.
353
354  (#) RXRPC_ABORT
355
356      This is can be used by an application to abort a call by passing it to
357      sendmsg, or it can be delivered by recvmsg to indicate a remote abort was
358      received.  Either way, it must be associated with an RXRPC_USER_CALL_ID to
359      specify the call affected.  If an abort is being sent, then error EBADSLT
360      will be returned if there is no call with that user ID.
361
362  (#) RXRPC_ACK
363
364      This is delivered to a server application to indicate that the final ACK
365      of a call was received from the client.  It will be associated with an
366      RXRPC_USER_CALL_ID to indicate the call that's now complete.
367
368  (#) RXRPC_NET_ERROR
369
370      This is delivered to an application to indicate that an ICMP error message
371      was encountered in the process of trying to talk to the peer.  An
372      errno-class integer value will be included in the control message data
373      indicating the problem, and an RXRPC_USER_CALL_ID will indicate the call
374      affected.
375
376  (#) RXRPC_BUSY
377
378      This is delivered to a client application to indicate that a call was
379      rejected by the server due to the server being busy.  It will be
380      associated with an RXRPC_USER_CALL_ID to indicate the rejected call.
381
382  (#) RXRPC_LOCAL_ERROR
383
384      This is delivered to an application to indicate that a local error was
385      encountered and that a call has been aborted because of it.  An
386      errno-class integer value will be included in the control message data
387      indicating the problem, and an RXRPC_USER_CALL_ID will indicate the call
388      affected.
389
390  (#) RXRPC_NEW_CALL
391
392      This is delivered to indicate to a server application that a new call has
393      arrived and is awaiting acceptance.  No user ID is associated with this,
394      as a user ID must subsequently be assigned by doing an RXRPC_ACCEPT.
395
396  (#) RXRPC_ACCEPT
397
398      This is used by a server application to attempt to accept a call and
399      assign it a user ID.  It should be associated with an RXRPC_USER_CALL_ID
400      to indicate the user ID to be assigned.  If there is no call to be
401      accepted (it may have timed out, been aborted, etc.), then sendmsg will
402      return error ENODATA.  If the user ID is already in use by another call,
403      then error EBADSLT will be returned.
404
405  (#) RXRPC_EXCLUSIVE_CALL
406
407      This is used to indicate that a client call should be made on a one-off
408      connection.  The connection is discarded once the call has terminated.
409
410  (#) RXRPC_UPGRADE_SERVICE
411
412      This is used to make a client call to probe if the specified service ID
413      may be upgraded by the server.  The caller must check msg_name returned to
414      recvmsg() for the service ID actually in use.  The operation probed must
415      be one that takes the same arguments in both services.
416
417      Once this has been used to establish the upgrade capability (or lack
418      thereof) of the server, the service ID returned should be used for all
419      future communication to that server and RXRPC_UPGRADE_SERVICE should no
420      longer be set.
421
422  (#) RXRPC_TX_LENGTH
423
424      This is used to inform the kernel of the total amount of data that is
425      going to be transmitted by a call (whether in a client request or a
426      service response).  If given, it allows the kernel to encrypt from the
427      userspace buffer directly to the packet buffers, rather than copying into
428      the buffer and then encrypting in place.  This may only be given with the
429      first sendmsg() providing data for a call.  EMSGSIZE will be generated if
430      the amount of data actually given is different.
431
432      This takes a parameter of __s64 type that indicates how much will be
433      transmitted.  This may not be less than zero.
434
435 The symbol RXRPC__SUPPORTED is defined as one more than the highest control
436 message type supported.  At run time this can be queried by means of the
437 RXRPC_SUPPORTED_CMSG socket option (see below).
438
439
440 ==============
441 SOCKET OPTIONS
442 ==============
443
444 AF_RXRPC sockets support a few socket options at the SOL_RXRPC level:
445
446  (#) RXRPC_SECURITY_KEY
447
448      This is used to specify the description of the key to be used.  The key is
449      extracted from the calling process's keyrings with request_key() and
450      should be of "rxrpc" type.
451
452      The optval pointer points to the description string, and optlen indicates
453      how long the string is, without the NUL terminator.
454
455  (#) RXRPC_SECURITY_KEYRING
456
457      Similar to above but specifies a keyring of server secret keys to use (key
458      type "keyring").  See the "Security" section.
459
460  (#) RXRPC_EXCLUSIVE_CONNECTION
461
462      This is used to request that new connections should be used for each call
463      made subsequently on this socket.  optval should be NULL and optlen 0.
464
465  (#) RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL
466
467      This is used to specify the minimum security level required for calls on
468      this socket.  optval must point to an int containing one of the following
469      values:
470
471      (a) RXRPC_SECURITY_PLAIN
472
473          Encrypted checksum only.
474
475      (b) RXRPC_SECURITY_AUTH
476
477          Encrypted checksum plus packet padded and first eight bytes of packet
478          encrypted - which includes the actual packet length.
479
480      (c) RXRPC_SECURITY_ENCRYPT
481
482          Encrypted checksum plus entire packet padded and encrypted, including
483          actual packet length.
484
485  (#) RXRPC_UPGRADEABLE_SERVICE
486
487      This is used to indicate that a service socket with two bindings may
488      upgrade one bound service to the other if requested by the client.  optval
489      must point to an array of two unsigned short ints.  The first is the
490      service ID to upgrade from and the second the service ID to upgrade to.
491
492  (#) RXRPC_SUPPORTED_CMSG
493
494      This is a read-only option that writes an int into the buffer indicating
495      the highest control message type supported.
496
497
498 ========
499 SECURITY
500 ========
501
502 Currently, only the kerberos 4 equivalent protocol has been implemented
503 (security index 2 - rxkad).  This requires the rxkad module to be loaded and,
504 on the client, tickets of the appropriate type to be obtained from the AFS
505 kaserver or the kerberos server and installed as "rxrpc" type keys.  This is
506 normally done using the klog program.  An example simple klog program can be
507 found at:
508
509         http://people.redhat.com/~dhowells/rxrpc/klog.c
510
511 The payload provided to add_key() on the client should be of the following
512 form::
513
514         struct rxrpc_key_sec2_v1 {
515                 uint16_t        security_index; /* 2 */
516                 uint16_t        ticket_length;  /* length of ticket[] */
517                 uint32_t        expiry;         /* time at which expires */
518                 uint8_t         kvno;           /* key version number */
519                 uint8_t         __pad[3];
520                 uint8_t         session_key[8]; /* DES session key */
521                 uint8_t         ticket[0];      /* the encrypted ticket */
522         };
523
524 Where the ticket blob is just appended to the above structure.
525
526
527 For the server, keys of type "rxrpc_s" must be made available to the server.
528 They have a description of "<serviceID>:<securityIndex>" (eg: "52:2" for an
529 rxkad key for the AFS VL service).  When such a key is created, it should be
530 given the server's secret key as the instantiation data (see the example
531 below).
532
533         add_key("rxrpc_s", "52:2", secret_key, 8, keyring);
534
535 A keyring is passed to the server socket by naming it in a sockopt.  The server
536 socket then looks the server secret keys up in this keyring when secure
537 incoming connections are made.  This can be seen in an example program that can
538 be found at:
539
540         http://people.redhat.com/~dhowells/rxrpc/listen.c
541
542
543 ====================
544 EXAMPLE CLIENT USAGE
545 ====================
546
547 A client would issue an operation by:
548
549  (1) An RxRPC socket is set up by::
550
551         client = socket(AF_RXRPC, SOCK_DGRAM, PF_INET);
552
553      Where the third parameter indicates the protocol family of the transport
554      socket used - usually IPv4 but it can also be IPv6 [TODO].
555
556  (2) A local address can optionally be bound::
557
558         struct sockaddr_rxrpc srx = {
559                 .srx_family     = AF_RXRPC,
560                 .srx_service    = 0,  /* we're a client */
561                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
562                 .transport.sin_family   = AF_INET,
563                 .transport.sin_port     = htons(7000), /* AFS callback */
564                 .transport.sin_address  = 0,  /* all local interfaces */
565         };
566         bind(client, &srx, sizeof(srx));
567
568      This specifies the local UDP port to be used.  If not given, a random
569      non-privileged port will be used.  A UDP port may be shared between
570      several unrelated RxRPC sockets.  Security is handled on a basis of
571      per-RxRPC virtual connection.
572
573  (3) The security is set::
574
575         const char *key = "AFS:cambridge.redhat.com";
576         setsockopt(client, SOL_RXRPC, RXRPC_SECURITY_KEY, key, strlen(key));
577
578      This issues a request_key() to get the key representing the security
579      context.  The minimum security level can be set::
580
581         unsigned int sec = RXRPC_SECURITY_ENCRYPT;
582         setsockopt(client, SOL_RXRPC, RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL,
583                    &sec, sizeof(sec));
584
585  (4) The server to be contacted can then be specified (alternatively this can
586      be done through sendmsg)::
587
588         struct sockaddr_rxrpc srx = {
589                 .srx_family     = AF_RXRPC,
590                 .srx_service    = VL_SERVICE_ID,
591                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
592                 .transport.sin_family   = AF_INET,
593                 .transport.sin_port     = htons(7005), /* AFS volume manager */
594                 .transport.sin_address  = ...,
595         };
596         connect(client, &srx, sizeof(srx));
597
598  (5) The request data should then be posted to the server socket using a series
599      of sendmsg() calls, each with the following control message attached:
600
601         ==================      ===================================
602         RXRPC_USER_CALL_ID      specifies the user ID for this call
603         ==================      ===================================
604
605      MSG_MORE should be set in msghdr::msg_flags on all but the last part of
606      the request.  Multiple requests may be made simultaneously.
607
608      An RXRPC_TX_LENGTH control message can also be specified on the first
609      sendmsg() call.
610
611      If a call is intended to go to a destination other than the default
612      specified through connect(), then msghdr::msg_name should be set on the
613      first request message of that call.
614
615  (6) The reply data will then be posted to the server socket for recvmsg() to
616      pick up.  MSG_MORE will be flagged by recvmsg() if there's more reply data
617      for a particular call to be read.  MSG_EOR will be set on the terminal
618      read for a call.
619
620      All data will be delivered with the following control message attached:
621
622         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
623
624      If an abort or error occurred, this will be returned in the control data
625      buffer instead, and MSG_EOR will be flagged to indicate the end of that
626      call.
627
628 A client may ask for a service ID it knows and ask that this be upgraded to a
629 better service if one is available by supplying RXRPC_UPGRADE_SERVICE on the
630 first sendmsg() of a call.  The client should then check srx_service in the
631 msg_name filled in by recvmsg() when collecting the result.  srx_service will
632 hold the same value as given to sendmsg() if the upgrade request was ignored by
633 the service - otherwise it will be altered to indicate the service ID the
634 server upgraded to.  Note that the upgraded service ID is chosen by the server.
635 The caller has to wait until it sees the service ID in the reply before sending
636 any more calls (further calls to the same destination will be blocked until the
637 probe is concluded).
638
639
640 Example Server Usage
641 ====================
642
643 A server would be set up to accept operations in the following manner:
644
645  (1) An RxRPC socket is created by::
646
647         server = socket(AF_RXRPC, SOCK_DGRAM, PF_INET);
648
649      Where the third parameter indicates the address type of the transport
650      socket used - usually IPv4.
651
652  (2) Security is set up if desired by giving the socket a keyring with server
653      secret keys in it::
654
655         keyring = add_key("keyring", "AFSkeys", NULL, 0,
656                           KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING);
657
658         const char secret_key[8] = {
659                 0xa7, 0x83, 0x8a, 0xcb, 0xc7, 0x83, 0xec, 0x94 };
660         add_key("rxrpc_s", "52:2", secret_key, 8, keyring);
661
662         setsockopt(server, SOL_RXRPC, RXRPC_SECURITY_KEYRING, "AFSkeys", 7);
663
664      The keyring can be manipulated after it has been given to the socket. This
665      permits the server to add more keys, replace keys, etc. while it is live.
666
667  (3) A local address must then be bound::
668
669         struct sockaddr_rxrpc srx = {
670                 .srx_family     = AF_RXRPC,
671                 .srx_service    = VL_SERVICE_ID, /* RxRPC service ID */
672                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
673                 .transport.sin_family   = AF_INET,
674                 .transport.sin_port     = htons(7000), /* AFS callback */
675                 .transport.sin_address  = 0,  /* all local interfaces */
676         };
677         bind(server, &srx, sizeof(srx));
678
679      More than one service ID may be bound to a socket, provided the transport
680      parameters are the same.  The limit is currently two.  To do this, bind()
681      should be called twice.
682
683  (4) If service upgrading is required, first two service IDs must have been
684      bound and then the following option must be set::
685
686         unsigned short service_ids[2] = { from_ID, to_ID };
687         setsockopt(server, SOL_RXRPC, RXRPC_UPGRADEABLE_SERVICE,
688                    service_ids, sizeof(service_ids));
689
690      This will automatically upgrade connections on service from_ID to service
691      to_ID if they request it.  This will be reflected in msg_name obtained
692      through recvmsg() when the request data is delivered to userspace.
693
694  (5) The server is then set to listen out for incoming calls::
695
696         listen(server, 100);
697
698  (6) The kernel notifies the server of pending incoming connections by sending
699      it a message for each.  This is received with recvmsg() on the server
700      socket.  It has no data, and has a single dataless control message
701      attached::
702
703         RXRPC_NEW_CALL
704
705      The address that can be passed back by recvmsg() at this point should be
706      ignored since the call for which the message was posted may have gone by
707      the time it is accepted - in which case the first call still on the queue
708      will be accepted.
709
710  (7) The server then accepts the new call by issuing a sendmsg() with two
711      pieces of control data and no actual data:
712
713         ==================      ==============================
714         RXRPC_ACCEPT            indicate connection acceptance
715         RXRPC_USER_CALL_ID      specify user ID for this call
716         ==================      ==============================
717
718  (8) The first request data packet will then be posted to the server socket for
719      recvmsg() to pick up.  At that point, the RxRPC address for the call can
720      be read from the address fields in the msghdr struct.
721
722      Subsequent request data will be posted to the server socket for recvmsg()
723      to collect as it arrives.  All but the last piece of the request data will
724      be delivered with MSG_MORE flagged.
725
726      All data will be delivered with the following control message attached:
727
728
729         ==================      ===================================
730         RXRPC_USER_CALL_ID      specifies the user ID for this call
731         ==================      ===================================
732
733  (9) The reply data should then be posted to the server socket using a series
734      of sendmsg() calls, each with the following control messages attached:
735
736         ==================      ===================================
737         RXRPC_USER_CALL_ID      specifies the user ID for this call
738         ==================      ===================================
739
740      MSG_MORE should be set in msghdr::msg_flags on all but the last message
741      for a particular call.
742
743 (10) The final ACK from the client will be posted for retrieval by recvmsg()
744      when it is received.  It will take the form of a dataless message with two
745      control messages attached:
746
747         ==================      ===================================
748         RXRPC_USER_CALL_ID      specifies the user ID for this call
749         RXRPC_ACK               indicates final ACK (no data)
750         ==================      ===================================
751
752      MSG_EOR will be flagged to indicate that this is the final message for
753      this call.
754
755 (11) Up to the point the final packet of reply data is sent, the call can be
756      aborted by calling sendmsg() with a dataless message with the following
757      control messages attached:
758
759         ==================      ===================================
760         RXRPC_USER_CALL_ID      specifies the user ID for this call
761         RXRPC_ABORT             indicates abort code (4 byte data)
762         ==================      ===================================
763
764      Any packets waiting in the socket's receive queue will be discarded if
765      this is issued.
766
767 Note that all the communications for a particular service take place through
768 the one server socket, using control messages on sendmsg() and recvmsg() to
769 determine the call affected.
770
771
772 AF_RXRPC Kernel Interface
773 =========================
774
775 The AF_RXRPC module also provides an interface for use by in-kernel utilities
776 such as the AFS filesystem.  This permits such a utility to:
777
778  (1) Use different keys directly on individual client calls on one socket
779      rather than having to open a whole slew of sockets, one for each key it
780      might want to use.
781
782  (2) Avoid having RxRPC call request_key() at the point of issue of a call or
783      opening of a socket.  Instead the utility is responsible for requesting a
784      key at the appropriate point.  AFS, for instance, would do this during VFS
785      operations such as open() or unlink().  The key is then handed through
786      when the call is initiated.
787
788  (3) Request the use of something other than GFP_KERNEL to allocate memory.
789
790  (4) Avoid the overhead of using the recvmsg() call.  RxRPC messages can be
791      intercepted before they get put into the socket Rx queue and the socket
792      buffers manipulated directly.
793
794 To use the RxRPC facility, a kernel utility must still open an AF_RXRPC socket,
795 bind an address as appropriate and listen if it's to be a server socket, but
796 then it passes this to the kernel interface functions.
797
798 The kernel interface functions are as follows:
799
800  (#) Begin a new client call::
801
802         struct rxrpc_call *
803         rxrpc_kernel_begin_call(struct socket *sock,
804                                 struct sockaddr_rxrpc *srx,
805                                 struct key *key,
806                                 unsigned long user_call_ID,
807                                 s64 tx_total_len,
808                                 gfp_t gfp,
809                                 rxrpc_notify_rx_t notify_rx,
810                                 bool upgrade,
811                                 bool intr,
812                                 unsigned int debug_id);
813
814      This allocates the infrastructure to make a new RxRPC call and assigns
815      call and connection numbers.  The call will be made on the UDP port that
816      the socket is bound to.  The call will go to the destination address of a
817      connected client socket unless an alternative is supplied (srx is
818      non-NULL).
819
820      If a key is supplied then this will be used to secure the call instead of
821      the key bound to the socket with the RXRPC_SECURITY_KEY sockopt.  Calls
822      secured in this way will still share connections if at all possible.
823
824      The user_call_ID is equivalent to that supplied to sendmsg() in the
825      control data buffer.  It is entirely feasible to use this to point to a
826      kernel data structure.
827
828      tx_total_len is the amount of data the caller is intending to transmit
829      with this call (or -1 if unknown at this point).  Setting the data size
830      allows the kernel to encrypt directly to the packet buffers, thereby
831      saving a copy.  The value may not be less than -1.
832
833      notify_rx is a pointer to a function to be called when events such as
834      incoming data packets or remote aborts happen.
835
836      upgrade should be set to true if a client operation should request that
837      the server upgrade the service to a better one.  The resultant service ID
838      is returned by rxrpc_kernel_recv_data().
839
840      intr should be set to true if the call should be interruptible.  If this
841      is not set, this function may not return until a channel has been
842      allocated; if it is set, the function may return -ERESTARTSYS.
843
844      debug_id is the call debugging ID to be used for tracing.  This can be
845      obtained by atomically incrementing rxrpc_debug_id.
846
847      If this function is successful, an opaque reference to the RxRPC call is
848      returned.  The caller now holds a reference on this and it must be
849      properly ended.
850
851  (#) End a client call::
852
853         void rxrpc_kernel_end_call(struct socket *sock,
854                                    struct rxrpc_call *call);
855
856      This is used to end a previously begun call.  The user_call_ID is expunged
857      from AF_RXRPC's knowledge and will not be seen again in association with
858      the specified call.
859
860  (#) Send data through a call::
861
862         typedef void (*rxrpc_notify_end_tx_t)(struct sock *sk,
863                                               unsigned long user_call_ID,
864                                               struct sk_buff *skb);
865
866         int rxrpc_kernel_send_data(struct socket *sock,
867                                    struct rxrpc_call *call,
868                                    struct msghdr *msg,
869                                    size_t len,
870                                    rxrpc_notify_end_tx_t notify_end_rx);
871
872      This is used to supply either the request part of a client call or the
873      reply part of a server call.  msg.msg_iovlen and msg.msg_iov specify the
874      data buffers to be used.  msg_iov may not be NULL and must point
875      exclusively to in-kernel virtual addresses.  msg.msg_flags may be given
876      MSG_MORE if there will be subsequent data sends for this call.
877
878      The msg must not specify a destination address, control data or any flags
879      other than MSG_MORE.  len is the total amount of data to transmit.
880
881      notify_end_rx can be NULL or it can be used to specify a function to be
882      called when the call changes state to end the Tx phase.  This function is
883      called with the call-state spinlock held to prevent any reply or final ACK
884      from being delivered first.
885
886  (#) Receive data from a call::
887
888         int rxrpc_kernel_recv_data(struct socket *sock,
889                                    struct rxrpc_call *call,
890                                    void *buf,
891                                    size_t size,
892                                    size_t *_offset,
893                                    bool want_more,
894                                    u32 *_abort,
895                                    u16 *_service)
896
897       This is used to receive data from either the reply part of a client call
898       or the request part of a service call.  buf and size specify how much
899       data is desired and where to store it.  *_offset is added on to buf and
900       subtracted from size internally; the amount copied into the buffer is
901       added to *_offset before returning.
902
903       want_more should be true if further data will be required after this is
904       satisfied and false if this is the last item of the receive phase.
905
906       There are three normal returns: 0 if the buffer was filled and want_more
907       was true; 1 if the buffer was filled, the last DATA packet has been
908       emptied and want_more was false; and -EAGAIN if the function needs to be
909       called again.
910
911       If the last DATA packet is processed but the buffer contains less than
912       the amount requested, EBADMSG is returned.  If want_more wasn't set, but
913       more data was available, EMSGSIZE is returned.
914
915       If a remote ABORT is detected, the abort code received will be stored in
916       ``*_abort`` and ECONNABORTED will be returned.
917
918       The service ID that the call ended up with is returned into *_service.
919       This can be used to see if a call got a service upgrade.
920
921  (#) Abort a call??
922
923      ::
924
925         void rxrpc_kernel_abort_call(struct socket *sock,
926                                      struct rxrpc_call *call,
927                                      u32 abort_code);
928
929      This is used to abort a call if it's still in an abortable state.  The
930      abort code specified will be placed in the ABORT message sent.
931
932  (#) Intercept received RxRPC messages::
933
934         typedef void (*rxrpc_interceptor_t)(struct sock *sk,
935                                             unsigned long user_call_ID,
936                                             struct sk_buff *skb);
937
938         void
939         rxrpc_kernel_intercept_rx_messages(struct socket *sock,
940                                            rxrpc_interceptor_t interceptor);
941
942      This installs an interceptor function on the specified AF_RXRPC socket.
943      All messages that would otherwise wind up in the socket's Rx queue are
944      then diverted to this function.  Note that care must be taken to process
945      the messages in the right order to maintain DATA message sequentiality.
946
947      The interceptor function itself is provided with the address of the socket
948      and handling the incoming message, the ID assigned by the kernel utility
949      to the call and the socket buffer containing the message.
950
951      The skb->mark field indicates the type of message:
952
953         =============================== =======================================
954         Mark                            Meaning
955         =============================== =======================================
956         RXRPC_SKB_MARK_DATA             Data message
957         RXRPC_SKB_MARK_FINAL_ACK        Final ACK received for an incoming call
958         RXRPC_SKB_MARK_BUSY             Client call rejected as server busy
959         RXRPC_SKB_MARK_REMOTE_ABORT     Call aborted by peer
960         RXRPC_SKB_MARK_NET_ERROR        Network error detected
961         RXRPC_SKB_MARK_LOCAL_ERROR      Local error encountered
962         RXRPC_SKB_MARK_NEW_CALL         New incoming call awaiting acceptance
963         =============================== =======================================
964
965      The remote abort message can be probed with rxrpc_kernel_get_abort_code().
966      The two error messages can be probed with rxrpc_kernel_get_error_number().
967      A new call can be accepted with rxrpc_kernel_accept_call().
968
969      Data messages can have their contents extracted with the usual bunch of
970      socket buffer manipulation functions.  A data message can be determined to
971      be the last one in a sequence with rxrpc_kernel_is_data_last().  When a
972      data message has been used up, rxrpc_kernel_data_consumed() should be
973      called on it.
974
975      Messages should be handled to rxrpc_kernel_free_skb() to dispose of.  It
976      is possible to get extra refs on all types of message for later freeing,
977      but this may pin the state of a call until the message is finally freed.
978
979  (#) Accept an incoming call::
980
981         struct rxrpc_call *
982         rxrpc_kernel_accept_call(struct socket *sock,
983                                  unsigned long user_call_ID);
984
985      This is used to accept an incoming call and to assign it a call ID.  This
986      function is similar to rxrpc_kernel_begin_call() and calls accepted must
987      be ended in the same way.
988
989      If this function is successful, an opaque reference to the RxRPC call is
990      returned.  The caller now holds a reference on this and it must be
991      properly ended.
992
993  (#) Reject an incoming call::
994
995         int rxrpc_kernel_reject_call(struct socket *sock);
996
997      This is used to reject the first incoming call on the socket's queue with
998      a BUSY message.  -ENODATA is returned if there were no incoming calls.
999      Other errors may be returned if the call had been aborted (-ECONNABORTED)
1000      or had timed out (-ETIME).
1001
1002  (#) Allocate a null key for doing anonymous security::
1003
1004         struct key *rxrpc_get_null_key(const char *keyname);
1005
1006      This is used to allocate a null RxRPC key that can be used to indicate
1007      anonymous security for a particular domain.
1008
1009  (#) Get the peer address of a call::
1010
1011         void rxrpc_kernel_get_peer(struct socket *sock, struct rxrpc_call *call,
1012                                    struct sockaddr_rxrpc *_srx);
1013
1014      This is used to find the remote peer address of a call.
1015
1016  (#) Set the total transmit data size on a call::
1017
1018         void rxrpc_kernel_set_tx_length(struct socket *sock,
1019                                         struct rxrpc_call *call,
1020                                         s64 tx_total_len);
1021
1022      This sets the amount of data that the caller is intending to transmit on a
1023      call.  It's intended to be used for setting the reply size as the request
1024      size should be set when the call is begun.  tx_total_len may not be less
1025      than zero.
1026
1027  (#) Get call RTT::
1028
1029         u64 rxrpc_kernel_get_rtt(struct socket *sock, struct rxrpc_call *call);
1030
1031      Get the RTT time to the peer in use by a call.  The value returned is in
1032      nanoseconds.
1033
1034  (#) Check call still alive::
1035
1036         bool rxrpc_kernel_check_life(struct socket *sock,
1037                                      struct rxrpc_call *call,
1038                                      u32 *_life);
1039         void rxrpc_kernel_probe_life(struct socket *sock,
1040                                      struct rxrpc_call *call);
1041
1042      The first function passes back in ``*_life`` a number that is updated when
1043      ACKs are received from the peer (notably including PING RESPONSE ACKs
1044      which we can elicit by sending PING ACKs to see if the call still exists
1045      on the server).  The caller should compare the numbers of two calls to see
1046      if the call is still alive after waiting for a suitable interval.  It also
1047      returns true as long as the call hasn't yet reached the completed state.
1048
1049      This allows the caller to work out if the server is still contactable and
1050      if the call is still alive on the server while waiting for the server to
1051      process a client operation.
1052
1053      The second function causes a ping ACK to be transmitted to try to provoke
1054      the peer into responding, which would then cause the value returned by the
1055      first function to change.  Note that this must be called in TASK_RUNNING
1056      state.
1057
1058  (#) Get reply timestamp::
1059
1060         bool rxrpc_kernel_get_reply_time(struct socket *sock,
1061                                          struct rxrpc_call *call,
1062                                          ktime_t *_ts)
1063
1064      This allows the timestamp on the first DATA packet of the reply of a
1065      client call to be queried, provided that it is still in the Rx ring.  If
1066      successful, the timestamp will be stored into ``*_ts`` and true will be
1067      returned; false will be returned otherwise.
1068
1069  (#) Get remote client epoch::
1070
1071         u32 rxrpc_kernel_get_epoch(struct socket *sock,
1072                                    struct rxrpc_call *call)
1073
1074      This allows the epoch that's contained in packets of an incoming client
1075      call to be queried.  This value is returned.  The function always
1076      successful if the call is still in progress.  It shouldn't be called once
1077      the call has expired.  Note that calling this on a local client call only
1078      returns the local epoch.
1079
1080      This value can be used to determine if the remote client has been
1081      restarted as it shouldn't change otherwise.
1082
1083  (#) Set the maxmimum lifespan on a call::
1084
1085         void rxrpc_kernel_set_max_life(struct socket *sock,
1086                                        struct rxrpc_call *call,
1087                                        unsigned long hard_timeout)
1088
1089      This sets the maximum lifespan on a call to hard_timeout (which is in
1090      jiffies).  In the event of the timeout occurring, the call will be
1091      aborted and -ETIME or -ETIMEDOUT will be returned.
1092
1093  (#) Apply the RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL sockopt to a socket from within in the
1094      kernel::
1095
1096        int rxrpc_sock_set_min_security_level(struct sock *sk,
1097                                              unsigned int val);
1098
1099      This specifies the minimum security level required for calls on this
1100      socket.
1101
1102
1103 Configurable Parameters
1104 =======================
1105
1106 The RxRPC protocol driver has a number of configurable parameters that can be
1107 adjusted through sysctls in /proc/net/rxrpc/:
1108
1109  (#) req_ack_delay
1110
1111      The amount of time in milliseconds after receiving a packet with the
1112      request-ack flag set before we honour the flag and actually send the
1113      requested ack.
1114
1115      Usually the other side won't stop sending packets until the advertised
1116      reception window is full (to a maximum of 255 packets), so delaying the
1117      ACK permits several packets to be ACK'd in one go.
1118
1119  (#) soft_ack_delay
1120
1121      The amount of time in milliseconds after receiving a new packet before we
1122      generate a soft-ACK to tell the sender that it doesn't need to resend.
1123
1124  (#) idle_ack_delay
1125
1126      The amount of time in milliseconds after all the packets currently in the
1127      received queue have been consumed before we generate a hard-ACK to tell
1128      the sender it can free its buffers, assuming no other reason occurs that
1129      we would send an ACK.
1130
1131  (#) resend_timeout
1132
1133      The amount of time in milliseconds after transmitting a packet before we
1134      transmit it again, assuming no ACK is received from the receiver telling
1135      us they got it.
1136
1137  (#) max_call_lifetime
1138
1139      The maximum amount of time in seconds that a call may be in progress
1140      before we preemptively kill it.
1141
1142  (#) dead_call_expiry
1143
1144      The amount of time in seconds before we remove a dead call from the call
1145      list.  Dead calls are kept around for a little while for the purpose of
1146      repeating ACK and ABORT packets.
1147
1148  (#) connection_expiry
1149
1150      The amount of time in seconds after a connection was last used before we
1151      remove it from the connection list.  While a connection is in existence,
1152      it serves as a placeholder for negotiated security; when it is deleted,
1153      the security must be renegotiated.
1154
1155  (#) transport_expiry
1156
1157      The amount of time in seconds after a transport was last used before we
1158      remove it from the transport list.  While a transport is in existence, it
1159      serves to anchor the peer data and keeps the connection ID counter.
1160
1161  (#) rxrpc_rx_window_size
1162
1163      The size of the receive window in packets.  This is the maximum number of
1164      unconsumed received packets we're willing to hold in memory for any
1165      particular call.
1166
1167  (#) rxrpc_rx_mtu
1168
1169      The maximum packet MTU size that we're willing to receive in bytes.  This
1170      indicates to the peer whether we're willing to accept jumbo packets.
1171
1172  (#) rxrpc_rx_jumbo_max
1173
1174      The maximum number of packets that we're willing to accept in a jumbo
1175      packet.  Non-terminal packets in a jumbo packet must contain a four byte
1176      header plus exactly 1412 bytes of data.  The terminal packet must contain
1177      a four byte header plus any amount of data.  In any event, a jumbo packet
1178      may not exceed rxrpc_rx_mtu in size.