[multiple changes]
[platform/upstream/gcc.git] / gcc / ada / g-socket.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
4 --                                                                          --
5 --                         G N A T . S O C K E T S                          --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --                     Copyright (C) 2001-2010, AdaCore                     --
10 --                                                                          --
11 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
12 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
13 -- ware  Foundation;  either version 2,  or (at your option) any later ver- --
14 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
15 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
16 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License --
17 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
18 -- Public License  distributed with GNAT;  see file COPYING.  If not, write --
19 -- to  the  Free Software Foundation,  51  Franklin  Street,  Fifth  Floor, --
20 -- Boston, MA 02110-1301, USA.                                              --
21 --                                                                          --
22 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
23 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
24 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
25 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
26 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
27 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
28 --                                                                          --
29 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
30 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
31 --                                                                          --
32 ------------------------------------------------------------------------------
33
34 --  This package provides an interface to the sockets communication facility
35 --  provided on many operating systems. This is implemented on the following
36 --  platforms:
37
38 --     All native ports, with restrictions as follows
39
40 --       Multicast is available only on systems which provide support for this
41 --       feature, so it is not available if Multicast is not supported, or not
42 --       installed.
43
44 --       The VMS implementation was implemented using the DECC RTL Socket API,
45 --       and is thus subject to limitations in the implementation of this API.
46
47 --     VxWorks cross ports fully implement this package
48
49 --     This package is not yet implemented on LynxOS or other cross ports
50
51 with Ada.Exceptions;
52 with Ada.Streams;
53 with Ada.Unchecked_Deallocation;
54
55 with Interfaces.C;
56
57 with System.OS_Constants;
58 with System.Storage_Elements;
59
60 package GNAT.Sockets is
61
62    --  Sockets are designed to provide a consistent communication facility
63    --  between applications. This package provides an Ada binding to the
64    --  the de-facto standard BSD sockets API. The documentation below covers
65    --  only the specific binding provided by this package. It assumes that
66    --  the reader is already familiar with general network programming and
67    --  sockets usage. A useful reference on this matter is W. Richard Stevens'
68    --  "UNIX Network Programming: The Sockets Networking API"
69    --  (ISBN: 0131411551).
70
71    --  GNAT.Sockets has been designed with several ideas in mind
72
73    --  This is a system independent interface. Therefore, we try as much as
74    --  possible to mask system incompatibilities. Some functionalities are not
75    --  available because there are not fully supported on some systems.
76
77    --  This is a thick binding. For instance, a major effort has been done to
78    --  avoid using memory addresses or untyped ints. We preferred to define
79    --  streams and enumeration types. Errors are not returned as returned
80    --  values but as exceptions.
81
82    --  This package provides a POSIX-compliant interface (between two
83    --  different implementations of the same routine, we adopt the one closest
84    --  to the POSIX specification). For instance, using select(), the
85    --  notification of an asynchronous connect failure is delivered in the
86    --  write socket set (POSIX) instead of the exception socket set (NT).
87
88    --  The example below demonstrates various features of GNAT.Sockets:
89
90    --  with GNAT.Sockets; use GNAT.Sockets;
91
92    --  with Ada.Text_IO;
93    --  with Ada.Exceptions; use Ada.Exceptions;
94
95    --  procedure PingPong is
96
97    --     Group : constant String := "239.255.128.128";
98    --     --  Multicast group: administratively scoped IP address
99
100    --     task Pong is
101    --        entry Start;
102    --        entry Stop;
103    --     end Pong;
104
105    --     task body Pong is
106    --        Address  : Sock_Addr_Type;
107    --        Server   : Socket_Type;
108    --        Socket   : Socket_Type;
109    --        Channel  : Stream_Access;
110
111    --     begin
112    --        accept Start;
113    --
114    --        --  Get an Internet address of a host (here the local host name).
115    --        --  Note that a host can have several addresses. Here we get
116    --        --  the first one which is supposed to be the official one.
117
118    --        Address.Addr := Addresses (Get_Host_By_Name (Host_Name), 1);
119
120    --        --  Get a socket address that is an Internet address and a port
121
122    --        Address.Port := 5876;
123
124    --        --  The first step is to create a socket. Once created, this
125    --        --  socket must be associated to with an address. Usually only a
126    --        --  server (Pong here) needs to bind an address explicitly. Most
127    --        --  of the time clients can skip this step because the socket
128    --        --  routines will bind an arbitrary address to an unbound socket.
129
130    --        Create_Socket (Server);
131
132    --        --  Allow reuse of local addresses
133
134    --        Set_Socket_Option
135    --          (Server,
136    --           Socket_Level,
137    --           (Reuse_Address, True));
138
139    --        Bind_Socket (Server, Address);
140
141    --        --  A server marks a socket as willing to receive connect events
142
143    --        Listen_Socket (Server);
144
145    --        --  Once a server calls Listen_Socket, incoming connects events
146    --        --  can be accepted. The returned Socket is a new socket that
147    --        --  represents the server side of the connection. Server remains
148    --        --  available to receive further connections.
149
150    --        Accept_Socket (Server, Socket, Address);
151
152    --        --  Return a stream associated to the connected socket
153
154    --        Channel := Stream (Socket);
155
156    --        --  Force Pong to block
157
158    --        delay 0.2;
159
160    --        --  Receive and print message from client Ping
161
162    --        declare
163    --           Message : String := String'Input (Channel);
164
165    --        begin
166    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message);
167
168    --           --  Send same message back to client Ping
169
170    --           String'Output (Channel, Message);
171    --        end;
172
173    --        Close_Socket (Server);
174    --        Close_Socket (Socket);
175
176    --        --  Part of the multicast example
177
178    --        --  Create a datagram socket to send connectionless, unreliable
179    --        --  messages of a fixed maximum length.
180
181    --        Create_Socket (Socket, Family_Inet, Socket_Datagram);
182
183    --        --  Allow reuse of local addresses
184
185    --        Set_Socket_Option
186    --          (Socket,
187    --           Socket_Level,
188    --           (Reuse_Address, True));
189
190    --        --  Controls the live time of the datagram to avoid it being
191    --        --  looped forever due to routing errors. Routers decrement
192    --        --  the TTL of every datagram as it traverses from one network
193    --        --  to another and when its value reaches 0 the packet is
194    --        --  dropped. Default is 1.
195
196    --        Set_Socket_Option
197    --          (Socket,
198    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
199    --           (Multicast_TTL, 1));
200
201    --        --  Want the data you send to be looped back to your host
202
203    --        Set_Socket_Option
204    --          (Socket,
205    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
206    --           (Multicast_Loop, True));
207
208    --        --  If this socket is intended to receive messages, bind it
209    --        --  to a given socket address.
210
211    --        Address.Addr := Any_Inet_Addr;
212    --        Address.Port := 55505;
213
214    --        Bind_Socket (Socket, Address);
215
216    --        --  Join a multicast group
217
218    --        --  Portability note: On Windows, this option may be set only
219    --        --  on a bound socket.
220
221    --        Set_Socket_Option
222    --          (Socket,
223    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
224    --           (Add_Membership, Inet_Addr (Group), Any_Inet_Addr));
225
226    --        --  If this socket is intended to send messages, provide the
227    --        --  receiver socket address.
228
229    --        Address.Addr := Inet_Addr (Group);
230    --        Address.Port := 55506;
231
232    --        Channel := Stream (Socket, Address);
233
234    --        --  Receive and print message from client Ping
235
236    --        declare
237    --           Message : String := String'Input (Channel);
238
239    --        begin
240    --           --  Get the address of the sender
241
242    --           Address := Get_Address (Channel);
243    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message & " from " & Image (Address));
244
245    --           --  Send same message back to client Ping
246
247    --           String'Output (Channel, Message);
248    --        end;
249
250    --        Close_Socket (Socket);
251
252    --        accept Stop;
253
254    --     exception when E : others =>
255    --        Ada.Text_IO.Put_Line
256    --          (Exception_Name (E) & ": " & Exception_Message (E));
257    --     end Pong;
258
259    --     task Ping is
260    --        entry Start;
261    --        entry Stop;
262    --     end Ping;
263
264    --     task body Ping is
265    --        Address  : Sock_Addr_Type;
266    --        Socket   : Socket_Type;
267    --        Channel  : Stream_Access;
268
269    --     begin
270    --        accept Start;
271
272    --        --  See comments in Ping section for the first steps
273
274    --        Address.Addr := Addresses (Get_Host_By_Name (Host_Name), 1);
275    --        Address.Port := 5876;
276    --        Create_Socket (Socket);
277
278    --        Set_Socket_Option
279    --          (Socket,
280    --           Socket_Level,
281    --           (Reuse_Address, True));
282
283    --        --  Force Pong to block
284
285    --        delay 0.2;
286
287    --        --  If the client's socket is not bound, Connect_Socket will
288    --        --  bind to an unused address. The client uses Connect_Socket to
289    --        --  create a logical connection between the client's socket and
290    --        --  a server's socket returned by Accept_Socket.
291
292    --        Connect_Socket (Socket, Address);
293
294    --        Channel := Stream (Socket);
295
296    --        --  Send message to server Pong
297
298    --        String'Output (Channel, "Hello world");
299
300    --        --  Force Ping to block
301
302    --        delay 0.2;
303
304    --        --  Receive and print message from server Pong
305
306    --        Ada.Text_IO.Put_Line (String'Input (Channel));
307    --        Close_Socket (Socket);
308
309    --        --  Part of multicast example. Code similar to Pong's one
310
311    --        Create_Socket (Socket, Family_Inet, Socket_Datagram);
312
313    --        Set_Socket_Option
314    --          (Socket,
315    --           Socket_Level,
316    --           (Reuse_Address, True));
317
318    --        Set_Socket_Option
319    --          (Socket,
320    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
321    --           (Multicast_TTL, 1));
322
323    --        Set_Socket_Option
324    --          (Socket,
325    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
326    --           (Multicast_Loop, True));
327
328    --        Address.Addr := Any_Inet_Addr;
329    --        Address.Port := 55506;
330
331    --        Bind_Socket (Socket, Address);
332
333    --        Set_Socket_Option
334    --          (Socket,
335    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
336    --           (Add_Membership, Inet_Addr (Group), Any_Inet_Addr));
337
338    --        Address.Addr := Inet_Addr (Group);
339    --        Address.Port := 55505;
340
341    --        Channel := Stream (Socket, Address);
342
343    --        --  Send message to server Pong
344
345    --        String'Output (Channel, "Hello world");
346
347    --        --  Receive and print message from server Pong
348
349    --        declare
350    --           Message : String := String'Input (Channel);
351
352    --        begin
353    --           Address := Get_Address (Channel);
354    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message & " from " & Image (Address));
355    --        end;
356
357    --        Close_Socket (Socket);
358
359    --        accept Stop;
360
361    --     exception when E : others =>
362    --        Ada.Text_IO.Put_Line
363    --          (Exception_Name (E) & ": " & Exception_Message (E));
364    --     end Ping;
365
366    --  begin
367    --     Initialize;
368    --     Ping.Start;
369    --     Pong.Start;
370    --     Ping.Stop;
371    --     Pong.Stop;
372    --     Finalize;
373    --  end PingPong;
374
375    package SOSC renames System.OS_Constants;
376    --  Renaming used to provide short-hand notations throughout the sockets
377    --  binding. Note that System.OS_Constants is an internal unit, and the
378    --  entities declared therein are not meant for direct access by users,
379    --  including through this renaming.
380
381    procedure Initialize;
382    pragma Obsolescent
383      (Entity  => Initialize,
384       Message => "explicit initialization is no longer required");
385    --  Initialize must be called before using any other socket routines.
386    --  Note that this operation is a no-op on UNIX platforms, but applications
387    --  should make sure to call it if portability is expected: some platforms
388    --  (such as Windows) require initialization before any socket operation.
389    --  This is now a no-op (initialization and finalization are done
390    --  automatically).
391
392    procedure Initialize (Process_Blocking_IO : Boolean);
393    pragma Obsolescent
394      (Entity  => Initialize,
395       Message => "passing a parameter to Initialize is no longer supported");
396    --  Previous versions of GNAT.Sockets used to require the user to indicate
397    --  whether socket I/O was process- or thread-blocking on the platform.
398    --  This property is now determined automatically when the run-time library
399    --  is built. The old version of Initialize, taking a parameter, is kept
400    --  for compatibility reasons, but this interface is obsolete (and if the
401    --  value given is wrong, an exception will be raised at run time).
402    --  This is now a no-op (initialization and finalization are done
403    --  automatically).
404
405    procedure Finalize;
406    pragma Obsolescent
407      (Entity  => Finalize,
408       Message => "explicit finalization is no longer required");
409    --  After Finalize is called it is not possible to use any routines
410    --  exported in by this package. This procedure is idempotent.
411    --  This is now a no-op (initialization and finalization are done
412    --  automatically).
413
414    type Socket_Type is private;
415    --  Sockets are used to implement a reliable bi-directional point-to-point,
416    --  stream-based connections between hosts. No_Socket provides a special
417    --  value to denote uninitialized sockets.
418
419    No_Socket : constant Socket_Type;
420
421    type Selector_Type is limited private;
422    type Selector_Access is access all Selector_Type;
423    --  Selector objects are used to wait for i/o events to occur on sockets
424
425    --  Timeval_Duration is a subtype of Standard.Duration because the full
426    --  range of Standard.Duration cannot be represented in the equivalent C
427    --  structure. Moreover, negative values are not allowed to avoid system
428    --  incompatibilities.
429
430    Immediate : constant Duration := 0.0;
431
432    Timeval_Forever : constant := 2.0 ** (SOSC.SIZEOF_tv_sec * 8 - 1) - 1.0;
433    Forever         : constant Duration :=
434                        Duration'Min (Duration'Last, Timeval_Forever);
435
436    subtype Timeval_Duration is Duration range Immediate .. Forever;
437
438    subtype Selector_Duration is Timeval_Duration;
439    --  Timeout value for selector operations
440
441    type Selector_Status is (Completed, Expired, Aborted);
442    --  Completion status of a selector operation, indicated as follows:
443    --    Complete: one of the expected events occurred
444    --    Expired:  no event occurred before the expiration of the timeout
445    --    Aborted:  an external action cancelled the wait operation before
446    --              any event occurred.
447
448    Socket_Error : exception;
449    --  There is only one exception in this package to deal with an error during
450    --  a socket routine. Once raised, its message contains a string describing
451    --  the error code.
452
453    function Image (Socket : Socket_Type) return String;
454    --  Return a printable string for Socket
455
456    function To_C (Socket : Socket_Type) return Integer;
457    --  Return a file descriptor to be used by external subprograms. This is
458    --  useful for C functions that are not yet interfaced in this package.
459
460    type Family_Type is (Family_Inet, Family_Inet6);
461    --  Address family (or protocol family) identifies the communication domain
462    --  and groups protocols with similar address formats.
463
464    type Mode_Type is (Socket_Stream, Socket_Datagram);
465    --  Stream sockets provide connection-oriented byte streams. Datagram
466    --  sockets support unreliable connectionless message based communication.
467
468    type Shutmode_Type is (Shut_Read, Shut_Write, Shut_Read_Write);
469    --  When a process closes a socket, the policy is to retain any data queued
470    --  until either a delivery or a timeout expiration (in this case, the data
471    --  are discarded). A finer control is available through shutdown. With
472    --  Shut_Read, no more data can be received from the socket. With_Write, no
473    --  more data can be transmitted. Neither transmission nor reception can be
474    --  performed with Shut_Read_Write.
475
476    type Port_Type is new Natural;
477    --  Classical port definition. No_Port provides a special value to
478    --  denote uninitialized port. Any_Port provides a special value
479    --  enabling all ports.
480
481    Any_Port : constant Port_Type;
482    No_Port  : constant Port_Type;
483
484    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is private;
485    --  An Internet address depends on an address family (IPv4 contains 4 octets
486    --  and IPv6 contains 16 octets). Any_Inet_Addr is a special value treated
487    --  like a wildcard enabling all addresses. No_Inet_Addr provides a special
488    --  value to denote uninitialized inet addresses.
489
490    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type;
491    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type;
492    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type;
493    Loopback_Inet_Addr  : constant Inet_Addr_Type;
494
495    --  Useful constants for IPv4 multicast addresses
496
497    Unspecified_Group_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type;
498    All_Hosts_Group_Inet_Addr   : constant Inet_Addr_Type;
499    All_Routers_Group_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type;
500
501    type Sock_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
502       Addr : Inet_Addr_Type (Family);
503       Port : Port_Type;
504    end record;
505    --  Socket addresses fully define a socket connection with protocol family,
506    --  an Internet address and a port. No_Sock_Addr provides a special value
507    --  for uninitialized socket addresses.
508
509    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type;
510
511    function Image (Value : Inet_Addr_Type) return String;
512    --  Return an image of an Internet address. IPv4 notation consists in 4
513    --  octets in decimal format separated by dots. IPv6 notation consists in
514    --  16 octets in hexadecimal format separated by colons (and possibly
515    --  dots).
516
517    function Image (Value : Sock_Addr_Type) return String;
518    --  Return inet address image and port image separated by a colon
519
520    function Inet_Addr (Image : String) return Inet_Addr_Type;
521    --  Convert address image from numbers-and-dots notation into an
522    --  inet address.
523
524    --  Host entries provide complete information on a given host: the official
525    --  name, an array of alternative names or aliases and array of network
526    --  addresses.
527
528    type Host_Entry_Type
529      (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is private;
530
531    function Official_Name (E : Host_Entry_Type) return String;
532    --  Return official name in host entry
533
534    function Aliases_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
535    --  Return number of aliases in host entry
536
537    function Addresses_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
538    --  Return number of addresses in host entry
539
540    function Aliases
541      (E : Host_Entry_Type;
542       N : Positive := 1) return String;
543    --  Return N'th aliases in host entry. The first index is 1
544
545    function Addresses
546      (E : Host_Entry_Type;
547       N : Positive := 1) return Inet_Addr_Type;
548    --  Return N'th addresses in host entry. The first index is 1
549
550    Host_Error : exception;
551    --  Exception raised by the two following procedures. Once raised, its
552    --  message contains a string describing the error code. This exception is
553    --  raised when an host entry cannot be retrieved.
554
555    function Get_Host_By_Address
556      (Address : Inet_Addr_Type;
557       Family  : Family_Type := Family_Inet) return Host_Entry_Type;
558    --  Return host entry structure for the given Inet address. Note that no
559    --  result will be returned if there is no mapping of this IP address to a
560    --  host name in the system tables (host database, DNS or otherwise).
561
562    function Get_Host_By_Name
563      (Name : String) return Host_Entry_Type;
564    --  Return host entry structure for the given host name. Here name is
565    --  either a host name, or an IP address. If Name is an IP address, this
566    --  is equivalent to Get_Host_By_Address (Inet_Addr (Name)).
567
568    function Host_Name return String;
569    --  Return the name of the current host
570
571    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is private;
572    --  Service entries provide complete information on a given service: the
573    --  official name, an array of alternative names or aliases and the port
574    --  number.
575
576    function Official_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
577    --  Return official name in service entry
578
579    function Port_Number (S : Service_Entry_Type) return Port_Type;
580    --  Return port number in service entry
581
582    function Protocol_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
583    --  Return Protocol in service entry (usually UDP or TCP)
584
585    function Aliases_Length (S : Service_Entry_Type) return Natural;
586    --  Return number of aliases in service entry
587
588    function Aliases
589      (S : Service_Entry_Type;
590       N : Positive := 1) return String;
591    --  Return N'th aliases in service entry (the first index is 1)
592
593    function Get_Service_By_Name
594      (Name     : String;
595       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
596    --  Return service entry structure for the given service name
597
598    function Get_Service_By_Port
599      (Port     : Port_Type;
600       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
601    --  Return service entry structure for the given service port number
602
603    Service_Error : exception;
604    --  Comment required ???
605
606    --  Errors are described by an enumeration type. There is only one exception
607    --  Socket_Error in this package to deal with an error during a socket
608    --  routine. Once raised, its message contains the error code between
609    --  brackets and a string describing the error code.
610
611    --  The name of the enumeration constant documents the error condition
612    --  Note that on some platforms, a single error value is used for both
613    --  EWOULDBLOCK and EAGAIN. Both errors are therefore always reported as
614    --  Resource_Temporarily_Unavailable.
615
616    type Error_Type is
617      (Success,
618       Permission_Denied,
619       Address_Already_In_Use,
620       Cannot_Assign_Requested_Address,
621       Address_Family_Not_Supported_By_Protocol,
622       Operation_Already_In_Progress,
623       Bad_File_Descriptor,
624       Software_Caused_Connection_Abort,
625       Connection_Refused,
626       Connection_Reset_By_Peer,
627       Destination_Address_Required,
628       Bad_Address,
629       Host_Is_Down,
630       No_Route_To_Host,
631       Operation_Now_In_Progress,
632       Interrupted_System_Call,
633       Invalid_Argument,
634       Input_Output_Error,
635       Transport_Endpoint_Already_Connected,
636       Too_Many_Symbolic_Links,
637       Too_Many_Open_Files,
638       Message_Too_Long,
639       File_Name_Too_Long,
640       Network_Is_Down,
641       Network_Dropped_Connection_Because_Of_Reset,
642       Network_Is_Unreachable,
643       No_Buffer_Space_Available,
644       Protocol_Not_Available,
645       Transport_Endpoint_Not_Connected,
646       Socket_Operation_On_Non_Socket,
647       Operation_Not_Supported,
648       Protocol_Family_Not_Supported,
649       Protocol_Not_Supported,
650       Protocol_Wrong_Type_For_Socket,
651       Cannot_Send_After_Transport_Endpoint_Shutdown,
652       Socket_Type_Not_Supported,
653       Connection_Timed_Out,
654       Too_Many_References,
655       Resource_Temporarily_Unavailable,
656       Broken_Pipe,
657       Unknown_Host,
658       Host_Name_Lookup_Failure,
659       Non_Recoverable_Error,
660       Unknown_Server_Error,
661       Cannot_Resolve_Error);
662
663    --  Get_Socket_Options and Set_Socket_Options manipulate options associated
664    --  with a socket. Options may exist at multiple protocol levels in the
665    --  communication stack. Socket_Level is the uppermost socket level.
666
667    type Level_Type is
668      (Socket_Level,
669       IP_Protocol_For_IP_Level,
670       IP_Protocol_For_UDP_Level,
671       IP_Protocol_For_TCP_Level);
672
673    --  There are several options available to manipulate sockets. Each option
674    --  has a name and several values available. Most of the time, the value is
675    --  a boolean to enable or disable this option.
676
677    type Option_Name is
678      (Keep_Alive,          -- Enable sending of keep-alive messages
679       Reuse_Address,       -- Allow bind to reuse local address
680       Broadcast,           -- Enable datagram sockets to recv/send broadcasts
681       Send_Buffer,         -- Set/get the maximum socket send buffer in bytes
682       Receive_Buffer,      -- Set/get the maximum socket recv buffer in bytes
683       Linger,              -- Shutdown wait for msg to be sent or timeout occur
684       Error,               -- Get and clear the pending socket error
685       No_Delay,            -- Do not delay send to coalesce data (TCP_NODELAY)
686       Add_Membership,      -- Join a multicast group
687       Drop_Membership,     -- Leave a multicast group
688       Multicast_If,        -- Set default out interface for multicast packets
689       Multicast_TTL,       -- Set the time-to-live of sent multicast packets
690       Multicast_Loop,      -- Sent multicast packets are looped to local socket
691       Receive_Packet_Info, -- Receive low level packet info as ancillary data
692       Send_Timeout,        -- Set timeout value for output
693       Receive_Timeout);    -- Set timeout value for input
694
695    type Option_Type (Name : Option_Name := Keep_Alive) is record
696       case Name is
697          when Keep_Alive          |
698               Reuse_Address       |
699               Broadcast           |
700               Linger              |
701               No_Delay            |
702               Receive_Packet_Info |
703               Multicast_Loop      =>
704             Enabled : Boolean;
705
706             case Name is
707                when Linger    =>
708                   Seconds : Natural;
709                when others    =>
710                   null;
711             end case;
712
713          when Send_Buffer     |
714               Receive_Buffer  =>
715             Size : Natural;
716
717          when Error           =>
718             Error : Error_Type;
719
720          when Add_Membership  |
721               Drop_Membership =>
722             Multicast_Address : Inet_Addr_Type;
723             Local_Interface   : Inet_Addr_Type;
724
725          when Multicast_If    =>
726             Outgoing_If : Inet_Addr_Type;
727
728          when Multicast_TTL   =>
729             Time_To_Live : Natural;
730
731          when Send_Timeout |
732               Receive_Timeout =>
733             Timeout : Timeval_Duration;
734
735       end case;
736    end record;
737
738    --  There are several controls available to manipulate sockets. Each option
739    --  has a name and several values available. These controls differ from the
740    --  socket options in that they are not specific to sockets but are
741    --  available for any device.
742
743    type Request_Name is
744      (Non_Blocking_IO,  --  Cause a caller not to wait on blocking operations
745       N_Bytes_To_Read); --  Return the number of bytes available to read
746
747    type Request_Type (Name : Request_Name := Non_Blocking_IO) is record
748       case Name is
749          when Non_Blocking_IO =>
750             Enabled : Boolean;
751
752          when N_Bytes_To_Read =>
753             Size : Natural;
754
755       end case;
756    end record;
757
758    --  A request flag allows to specify the type of message transmissions or
759    --  receptions. A request flag can be combination of zero or more
760    --  predefined request flags.
761
762    type Request_Flag_Type is private;
763
764    No_Request_Flag : constant Request_Flag_Type;
765    --  This flag corresponds to the normal execution of an operation
766
767    Process_Out_Of_Band_Data : constant Request_Flag_Type;
768    --  This flag requests that the receive or send function operates on
769    --  out-of-band data when the socket supports this notion (e.g.
770    --  Socket_Stream).
771
772    Peek_At_Incoming_Data : constant Request_Flag_Type;
773    --  This flag causes the receive operation to return data from the beginning
774    --  of the receive queue without removing that data from the queue. A
775    --  subsequent receive call will return the same data.
776
777    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type;
778    --  This flag requests that the operation block until the full request is
779    --  satisfied. However, the call may still return less data than requested
780    --  if a signal is caught, an error or disconnect occurs, or the next data
781    --  to be received is of a different type than that returned. Note that
782    --  this flag depends on support in the underlying sockets implementation,
783    --  and is not supported under Windows.
784
785    Send_End_Of_Record : constant Request_Flag_Type;
786    --  This flag indicates that the entire message has been sent and so this
787    --  terminates the record.
788
789    function "+" (L, R : Request_Flag_Type) return Request_Flag_Type;
790    --  Combine flag L with flag R
791
792    type Stream_Element_Reference is access all Ada.Streams.Stream_Element;
793
794    type Vector_Element is record
795       Base   : Stream_Element_Reference;
796       Length : Ada.Streams.Stream_Element_Count;
797    end record;
798
799    type Vector_Type is array (Integer range <>) of Vector_Element;
800
801    procedure Create_Socket
802      (Socket : out Socket_Type;
803       Family : Family_Type := Family_Inet;
804       Mode   : Mode_Type   := Socket_Stream);
805    --  Create an endpoint for communication. Raises Socket_Error on error
806
807    procedure Accept_Socket
808      (Server  : Socket_Type;
809       Socket  : out Socket_Type;
810       Address : out Sock_Addr_Type);
811    --  Extracts the first connection request on the queue of pending
812    --  connections, creates a new connected socket with mostly the same
813    --  properties as Server, and allocates a new socket. The returned Address
814    --  is filled in with the address of the connection. Raises Socket_Error on
815    --  error.
816
817    procedure Accept_Socket
818      (Server   : Socket_Type;
819       Socket   : out Socket_Type;
820       Address  : out Sock_Addr_Type;
821       Timeout  : Selector_Duration;
822       Selector : access Selector_Type := null;
823       Status   : out Selector_Status);
824    --  Accept a new connection on Server using Accept_Socket, waiting no longer
825    --  than the given timeout duration. Status is set to indicate whether the
826    --  operation completed successfully, timed out, or was aborted. If Selector
827    --  is not null, the designated selector is used to wait for the socket to
828    --  become available, else a private selector object is created by this
829    --  procedure and destroyed before it returns.
830
831    procedure Bind_Socket
832      (Socket  : Socket_Type;
833       Address : Sock_Addr_Type);
834    --  Once a socket is created, assign a local address to it. Raise
835    --  Socket_Error on error.
836
837    procedure Close_Socket (Socket : Socket_Type);
838    --  Close a socket and more specifically a non-connected socket
839
840    procedure Connect_Socket
841      (Socket : Socket_Type;
842       Server : Sock_Addr_Type);
843    --  Make a connection to another socket which has the address of Server.
844    --  Raises Socket_Error on error.
845
846    procedure Connect_Socket
847      (Socket   : Socket_Type;
848       Server   : Sock_Addr_Type;
849       Timeout  : Selector_Duration;
850       Selector : access Selector_Type := null;
851       Status   : out Selector_Status);
852    --  Connect Socket to the given Server address using Connect_Socket, waiting
853    --  no longer than the given timeout duration. Status is set to indicate
854    --  whether the operation completed successfully, timed out, or was aborted.
855    --  If Selector is not null, the designated selector is used to wait for the
856    --  socket to become available, else a private selector object is created
857    --  by this procedure and destroyed before it returns.
858
859    procedure Control_Socket
860      (Socket  : Socket_Type;
861       Request : in out Request_Type);
862    --  Obtain or set parameter values that control the socket. This control
863    --  differs from the socket options in that they are not specific to sockets
864    --  but are available for any device.
865
866    function Get_Peer_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
867    --  Return the peer or remote socket address of a socket. Raise
868    --  Socket_Error on error.
869
870    function Get_Socket_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
871    --  Return the local or current socket address of a socket. Return
872    --  No_Sock_Addr on error (e.g. socket closed or not locally bound).
873
874    function Get_Socket_Option
875      (Socket : Socket_Type;
876       Level  : Level_Type := Socket_Level;
877       Name   : Option_Name) return Option_Type;
878    --  Get the options associated with a socket. Raises Socket_Error on error
879
880    procedure Listen_Socket
881      (Socket : Socket_Type;
882       Length : Natural := 15);
883    --  To accept connections, a socket is first created with Create_Socket,
884    --  a willingness to accept incoming connections and a queue Length for
885    --  incoming connections are specified. Raise Socket_Error on error.
886    --  The queue length of 15 is an example value that should be appropriate
887    --  in usual cases. It can be adjusted according to each application's
888    --  particular requirements.
889
890    procedure Receive_Socket
891      (Socket : Socket_Type;
892       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
893       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
894       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
895    --  Receive message from Socket. Last is the index value such that Item
896    --  (Last) is the last character assigned. Note that Last is set to
897    --  Item'First - 1 when the socket has been closed by peer. This is not
898    --  an error, and no exception is raised in this case unless Item'First
899    --  is Stream_Element_Offset'First, in which case Constraint_Error is
900    --  raised. Flags allows to control the reception. Raise Socket_Error on
901    --  error.
902
903    procedure Receive_Socket
904      (Socket : Socket_Type;
905       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
906       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
907       From   : out Sock_Addr_Type;
908       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
909    --  Receive message from Socket. If Socket is not connection-oriented, the
910    --  source address From of the message is filled in. Last is the index
911    --  value such that Item (Last) is the last character assigned. Flags
912    --  allows to control the reception. Raises Socket_Error on error.
913
914    procedure Receive_Vector
915      (Socket : Socket_Type;
916       Vector : Vector_Type;
917       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count;
918       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
919    --  Receive data from a socket and scatter it into the set of vector
920    --  elements Vector. Count is set to the count of received stream elements.
921    --  Flags allow control over reception.
922
923    function Resolve_Exception
924      (Occurrence : Ada.Exceptions.Exception_Occurrence) return Error_Type;
925    --  When Socket_Error or Host_Error are raised, the exception message
926    --  contains the error code between brackets and a string describing the
927    --  error code. Resolve_Error extracts the error code from an exception
928    --  message and translate it into an enumeration value.
929
930    procedure Send_Socket
931      (Socket : Socket_Type;
932       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
933       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
934       To     : access Sock_Addr_Type;
935       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
936    pragma Inline (Send_Socket);
937    --  Transmit a message over a socket. For a datagram socket, the address
938    --  is given by To.all. For a stream socket, To must be null. Last
939    --  is the index value such that Item (Last) is the last character
940    --  sent. Note that Last is set to Item'First - 1 if the socket has been
941    --  closed by the peer (unless Item'First is Stream_Element_Offset'First,
942    --  in which case Constraint_Error is raised instead). This is not an error,
943    --  and Socket_Error is not raised in that case. Flags allows control of the
944    --  transmission. Raises exception Socket_Error on error. Note: this
945    --  subprogram is inlined because it is also used to implement the two
946    --  variants below.
947
948    procedure Send_Socket
949      (Socket : Socket_Type;
950       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
951       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
952       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
953    --  Transmit a message over a socket. Upon return, Last is set to the index
954    --  within Item of the last element transmitted. Flags allows to control
955    --  the transmission. Raises Socket_Error on any detected error condition.
956
957    procedure Send_Socket
958      (Socket : Socket_Type;
959       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
960       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
961       To     : Sock_Addr_Type;
962       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
963    --  Transmit a message over a datagram socket. The destination address is
964    --  To. Flags allows to control the transmission. Raises Socket_Error on
965    --  error.
966
967    procedure Send_Vector
968      (Socket : Socket_Type;
969       Vector : Vector_Type;
970       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count;
971       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
972    --  Transmit data gathered from the set of vector elements Vector to a
973    --  socket. Count is set to the count of transmitted stream elements.
974    --  Flags allow control over transmission.
975
976    procedure Set_Socket_Option
977      (Socket : Socket_Type;
978       Level  : Level_Type := Socket_Level;
979       Option : Option_Type);
980    --  Manipulate socket options. Raises Socket_Error on error
981
982    procedure Shutdown_Socket
983      (Socket : Socket_Type;
984       How    : Shutmode_Type := Shut_Read_Write);
985    --  Shutdown a connected socket. If How is Shut_Read, further receives will
986    --  be disallowed. If How is Shut_Write, further sends will be disallowed.
987    --  If how is Shut_Read_Write, further sends and receives will be
988    --  disallowed.
989
990    type Stream_Access is access all Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class;
991    --  Same interface as Ada.Streams.Stream_IO
992
993    function Stream (Socket : Socket_Type) return Stream_Access;
994    --  Create a stream associated with an already connected stream-based socket
995
996    function Stream
997      (Socket  : Socket_Type;
998       Send_To : Sock_Addr_Type) return Stream_Access;
999    --  Create a stream associated with an already bound datagram-based socket.
1000    --  Send_To is the destination address to which messages are being sent.
1001
1002    function Get_Address
1003      (Stream : not null Stream_Access) return Sock_Addr_Type;
1004    --  Return the socket address from which the last message was received
1005
1006    procedure Free is new Ada.Unchecked_Deallocation
1007      (Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class, Stream_Access);
1008    --  Destroy a stream created by one of the Stream functions above,
1009    --  releasing the corresponding resources. The user is responsible for
1010    --  calling this subprogram when the stream is not needed anymore.
1011
1012    type Socket_Set_Type is limited private;
1013    --  This type allows to manipulate sets of sockets. It allows to wait for
1014    --  events on multiple endpoints at one time. This type has default
1015    --  initialization, and the default value is the empty set.
1016    --
1017    --  Note: This type used to contain a pointer to dynamically allocated
1018    --  storage, but this is not the case anymore, and no special precautions
1019    --  are required to avoid memory leaks.
1020
1021    procedure Clear (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
1022    --  Remove Socket from Item
1023
1024    procedure Copy (Source : Socket_Set_Type; Target : out Socket_Set_Type);
1025    --  Copy Source into Target as Socket_Set_Type is limited private
1026
1027    procedure Empty (Item : out Socket_Set_Type);
1028    --  Remove all Sockets from Item
1029
1030    procedure Get (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : out Socket_Type);
1031    --  Extract a Socket from socket set Item. Socket is set to
1032    --  No_Socket when the set is empty.
1033
1034    function Is_Empty (Item : Socket_Set_Type) return Boolean;
1035    --  Return True iff Item is empty
1036
1037    function Is_Set
1038      (Item   : Socket_Set_Type;
1039       Socket : Socket_Type) return Boolean;
1040    --  Return True iff Socket is present in Item
1041
1042    procedure Set (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
1043    --  Insert Socket into Item
1044
1045    function Image (Item : Socket_Set_Type) return String;
1046    --  Return a printable image of Item, for debugging purposes
1047
1048    --  The select(2) system call waits for events to occur on any of a set of
1049    --  file descriptors. Usually, three independent sets of descriptors are
1050    --  watched (read, write  and exception). A timeout gives an upper bound
1051    --  on the amount of time elapsed before select returns. This function
1052    --  blocks until an event occurs. On some platforms, the select(2) system
1053    --  can block the full process (not just the calling thread).
1054    --
1055    --  Check_Selector provides the very same behaviour. The only difference is
1056    --  that it does not watch for exception events. Note that on some
1057    --  platforms it is kept process blocking on purpose. The timeout parameter
1058    --  allows the user to have the behaviour he wants. Abort_Selector allows
1059    --  to safely abort a blocked Check_Selector call. A special socket
1060    --  is opened by Create_Selector and included in each call to
1061    --  Check_Selector. Abort_Selector causes an event to occur on this
1062    --  descriptor in order to unblock Check_Selector. Note that each call to
1063    --  Abort_Selector will cause exactly one call to Check_Selector to return
1064    --  with Aborted status. The special socket created by Create_Selector is
1065    --  closed when Close_Selector is called.
1066    --  A typical case where it is useful to abort a Check_Selector operation is
1067    --  the situation where a change to the monitored sockets set must be made.
1068
1069    procedure Create_Selector (Selector : out Selector_Type);
1070    --  Create a new selector
1071
1072    procedure Close_Selector (Selector : in out Selector_Type);
1073    --  Close Selector and all internal descriptors associated; deallocate any
1074    --  associated resources. This subprogram may be called only when there is
1075    --  no other task still using Selector (i.e. still executing Check_Selector
1076    --  or Abort_Selector on this Selector). Has no effect if Selector is
1077    --  already closed.
1078
1079    procedure Check_Selector
1080      (Selector     : Selector_Type;
1081       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1082       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1083       Status       : out Selector_Status;
1084       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
1085    --  Return when one Socket in R_Socket_Set has some data to be read or if
1086    --  one Socket in W_Socket_Set is ready to transmit some data. In these
1087    --  cases Status is set to Completed and sockets that are ready are set in
1088    --  R_Socket_Set or W_Socket_Set. Status is set to Expired if no socket was
1089    --  ready after a Timeout expiration. Status is set to Aborted if an abort
1090    --  signal has been received while checking socket status.
1091    --
1092    --  Note that two different Socket_Set_Type objects must be passed as
1093    --  R_Socket_Set and W_Socket_Set (even if they denote the same set of
1094    --  Sockets), or some event may be lost.
1095    --
1096    --  Socket_Error is raised when the select(2) system call returns an
1097    --  error condition, or when a read error occurs on the signalling socket
1098    --  used for the implementation of Abort_Selector.
1099
1100    procedure Check_Selector
1101      (Selector     : Selector_Type;
1102       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1103       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1104       E_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1105       Status       : out Selector_Status;
1106       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
1107    --  This refined version of Check_Selector allows watching for exception
1108    --  events (i.e. notifications of out-of-band transmission and reception).
1109    --  As above, all of R_Socket_Set, W_Socket_Set and E_Socket_Set must be
1110    --  different objects.
1111
1112    procedure Abort_Selector (Selector : Selector_Type);
1113    --  Send an abort signal to the selector
1114
1115    type Fd_Set is private;
1116    --  ??? This type must not be used directly, it needs to be visible because
1117    --  it is used in the visible part of GNAT.Sockets.Thin_Common. This is
1118    --  really an inversion of abstraction. The private part of GNAT.Sockets
1119    --  needs to have visibility on this type, but since Thin_Common is a child
1120    --  of Sockets, the type can't be declared there. The correct fix would
1121    --  be to move the thin sockets binding outside of GNAT.Sockets altogether,
1122    --  e.g. by renaming it to GNAT.Sockets_Thin.
1123
1124 private
1125
1126    type Socket_Type is new Integer;
1127    No_Socket : constant Socket_Type := -1;
1128
1129    type Selector_Type is limited record
1130       R_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1131       W_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1132       --  Signalling sockets used to abort a select operation
1133    end record;
1134
1135    pragma Volatile (Selector_Type);
1136
1137    type Fd_Set is
1138      new System.Storage_Elements.Storage_Array (1 .. SOSC.SIZEOF_fd_set);
1139    for Fd_Set'Alignment use Interfaces.C.long'Alignment;
1140    --  Set conservative alignment so that our Fd_Sets are always adequately
1141    --  aligned for the underlying data type (which is implementation defined
1142    --  and may be an array of C long integers).
1143
1144    type Fd_Set_Access is access all Fd_Set;
1145    pragma Convention (C, Fd_Set_Access);
1146    No_Fd_Set_Access : constant Fd_Set_Access := null;
1147
1148    type Socket_Set_Type is record
1149       Last : Socket_Type := No_Socket;
1150       --  Highest socket in set. Last = No_Socket denotes an empty set (which
1151       --  is the default initial value).
1152
1153       Set : aliased Fd_Set;
1154       --  Underlying socket set. Note that the contents of this component is
1155       --  undefined if Last = No_Socket.
1156    end record;
1157
1158    subtype Inet_Addr_Comp_Type is Natural range 0 .. 255;
1159    --  Octet for Internet address
1160
1161    type Inet_Addr_VN_Type is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Comp_Type;
1162
1163    subtype Inet_Addr_V4_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 ..  4);
1164    subtype Inet_Addr_V6_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 .. 16);
1165
1166    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
1167       case Family is
1168          when Family_Inet =>
1169             Sin_V4 : Inet_Addr_V4_Type := (others => 0);
1170
1171          when Family_Inet6 =>
1172             Sin_V6 : Inet_Addr_V6_Type := (others => 0);
1173       end case;
1174    end record;
1175
1176    Any_Port : constant Port_Type := 0;
1177    No_Port  : constant Port_Type := 0;
1178
1179    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type :=
1180                            (Family_Inet, (others => 0));
1181    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type :=
1182                            (Family_Inet, (others => 0));
1183    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type :=
1184                            (Family_Inet, (others => 255));
1185    Loopback_Inet_Addr  : constant Inet_Addr_Type :=
1186                            (Family_Inet, (127, 0, 0, 1));
1187
1188    Unspecified_Group_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type :=
1189                                    (Family_Inet, (224, 0, 0, 0));
1190    All_Hosts_Group_Inet_Addr   : constant Inet_Addr_Type :=
1191                                    (Family_Inet, (224, 0, 0, 1));
1192    All_Routers_Group_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type :=
1193                                    (Family_Inet, (224, 0, 0, 2));
1194
1195    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type := (Family_Inet, No_Inet_Addr, 0);
1196
1197    Max_Name_Length : constant := 64;
1198    --  The constant MAXHOSTNAMELEN is usually set to 64
1199
1200    subtype Name_Index is Natural range 1 .. Max_Name_Length;
1201
1202    type Name_Type (Length : Name_Index := Max_Name_Length) is record
1203       Name : String (1 .. Length);
1204    end record;
1205    --  We need fixed strings to avoid access types in host entry type
1206
1207    type Name_Array is array (Natural range <>) of Name_Type;
1208    type Inet_Addr_Array is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Type;
1209
1210    type Host_Entry_Type (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is record
1211       Official  : Name_Type;
1212       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1213       Addresses : Inet_Addr_Array (1 .. Addresses_Length);
1214    end record;
1215
1216    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is record
1217       Official  : Name_Type;
1218       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1219       Port      : Port_Type;
1220       Protocol  : Name_Type;
1221    end record;
1222
1223    type Request_Flag_Type is mod 2 ** 8;
1224    No_Request_Flag           : constant Request_Flag_Type := 0;
1225    Process_Out_Of_Band_Data  : constant Request_Flag_Type := 1;
1226    Peek_At_Incoming_Data     : constant Request_Flag_Type := 2;
1227    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type := 4;
1228    Send_End_Of_Record        : constant Request_Flag_Type := 8;
1229
1230 end GNAT.Sockets;