OSDN Git Service

2008-04-08 Hristian Kirtchev <kirtchev@adacore.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.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) 2001-2008, 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. In particular Multicast is not available with the Windows
43 --       version.
44
45 --       The VMS implementation was implemented using the DECC RTL Socket API,
46 --       and is thus subject to limitations in the implementation of this API.
47
48 --     VxWorks cross ports fully implement this package
49
50 --     This package is not yet implemented on LynxOS or other cross ports
51
52 with Ada.Exceptions;
53 with Ada.Streams;
54 with Ada.Unchecked_Deallocation;
55
56 with System;
57
58 package GNAT.Sockets is
59
60    --  Sockets are designed to provide a consistent communication facility
61    --  between applications. This package provides an Ada-like interface
62    --  similar to that proposed as part of the BSD socket layer.
63
64    --  GNAT.Sockets has been designed with several ideas in mind
65
66    --  This is a system independent interface. Therefore, we try as much as
67    --  possible to mask system incompatibilities. Some functionalities are not
68    --  available because there are not fully supported on some systems.
69
70    --  This is a thick binding. For instance, a major effort has been done to
71    --  avoid using memory addresses or untyped ints. We preferred to define
72    --  streams and enumeration types. Errors are not returned as returned
73    --  values but as exceptions.
74
75    --  This package provides a POSIX-compliant interface (between two
76    --  different implementations of the same routine, we adopt the one closest
77    --  to the POSIX specification). For instance, using select(), the
78    --  notification of an asynchronous connect failure is delivered in the
79    --  write socket set (POSIX) instead of the exception socket set (NT).
80
81    --  Here is a typical example of what you can do:
82
83    --  with GNAT.Sockets; use GNAT.Sockets;
84
85    --  with Ada.Text_IO;
86    --  with Ada.Exceptions; use Ada.Exceptions;
87
88    --  procedure PingPong is
89
90    --     Group : constant String := "239.255.128.128";
91    --     --  Multicast group: administratively scoped IP address
92
93    --     task Pong is
94    --        entry Start;
95    --        entry Stop;
96    --     end Pong;
97
98    --     task body Pong is
99    --        Address  : Sock_Addr_Type;
100    --        Server   : Socket_Type;
101    --        Socket   : Socket_Type;
102    --        Channel  : Stream_Access;
103
104    --     begin
105    --        accept Start;
106    --
107    --        --  Get an Internet address of a host (here the local host name).
108    --        --  Note that a host can have several addresses. Here we get
109    --        --  the first one which is supposed to be the official one.
110
111    --        Address.Addr := Addresses (Get_Host_By_Name (Host_Name), 1);
112
113    --        --  Get a socket address that is an Internet address and a port
114
115    --        Address.Port := 5876;
116
117    --        --  The first step is to create a socket. Once created, this
118    --        --  socket must be associated to with an address. Usually only a
119    --        --  server (Pong here) needs to bind an address explicitly. Most
120    --        --  of the time clients can skip this step because the socket
121    --        --  routines will bind an arbitrary address to an unbound socket.
122
123    --        Create_Socket (Server);
124
125    --        --  Allow reuse of local addresses
126
127    --        Set_Socket_Option
128    --          (Server,
129    --           Socket_Level,
130    --           (Reuse_Address, True));
131
132    --        Bind_Socket (Server, Address);
133
134    --        --  A server marks a socket as willing to receive connect events
135
136    --        Listen_Socket (Server);
137
138    --        --  Once a server calls Listen_Socket, incoming connects events
139    --        --  can be accepted. The returned Socket is a new socket that
140    --        --  represents the server side of the connection. Server remains
141    --        --  available to receive further connections.
142
143    --        Accept_Socket (Server, Socket, Address);
144
145    --        --  Return a stream associated to the connected socket
146
147    --        Channel := Stream (Socket);
148
149    --        --  Force Pong to block
150
151    --        delay 0.2;
152
153    --        --  Receive and print message from client Ping
154
155    --        declare
156    --           Message : String := String'Input (Channel);
157
158    --        begin
159    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message);
160
161    --           --  Send same message back to client Ping
162
163    --           String'Output (Channel, Message);
164    --        end;
165
166    --        Close_Socket (Server);
167    --        Close_Socket (Socket);
168
169    --        --  Part of the multicast example
170
171    --        --  Create a datagram socket to send connectionless, unreliable
172    --        --  messages of a fixed maximum length.
173
174    --        Create_Socket (Socket, Family_Inet, Socket_Datagram);
175
176    --        --  Allow reuse of local addresses
177
178    --        Set_Socket_Option
179    --          (Socket,
180    --           Socket_Level,
181    --           (Reuse_Address, True));
182
183    --        --  Controls the live time of the datagram to avoid it being
184    --        --  looped forever due to routing errors. Routers decrement
185    --        --  the TTL of every datagram as it traverses from one network
186    --        --  to another and when its value reaches 0 the packet is
187    --        --  dropped. Default is 1.
188
189    --        Set_Socket_Option
190    --          (Socket,
191    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
192    --           (Multicast_TTL, 1));
193
194    --        --  Want the data you send to be looped back to your host
195
196    --        Set_Socket_Option
197    --          (Socket,
198    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
199    --           (Multicast_Loop, True));
200
201    --        --  If this socket is intended to receive messages, bind it
202    --        --  to a given socket address.
203
204    --        Address.Addr := Any_Inet_Addr;
205    --        Address.Port := 55505;
206
207    --        Bind_Socket (Socket, Address);
208
209    --        --  Join a multicast group
210
211    --        --  Portability note: On Windows, this option may be set only
212    --        --  on a bound socket.
213
214    --        Set_Socket_Option
215    --          (Socket,
216    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
217    --           (Add_Membership, Inet_Addr (Group), Any_Inet_Addr));
218
219    --        --  If this socket is intended to send messages, provide the
220    --        --  receiver socket address.
221
222    --        Address.Addr := Inet_Addr (Group);
223    --        Address.Port := 55506;
224
225    --        Channel := Stream (Socket, Address);
226
227    --        --  Receive and print message from client Ping
228
229    --        declare
230    --           Message : String := String'Input (Channel);
231
232    --        begin
233    --           --  Get the address of the sender
234
235    --           Address := Get_Address (Channel);
236    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message & " from " & Image (Address));
237
238    --           --  Send same message back to client Ping
239
240    --           String'Output (Channel, Message);
241    --        end;
242
243    --        Close_Socket (Socket);
244
245    --        accept Stop;
246
247    --     exception when E : others =>
248    --        Ada.Text_IO.Put_Line
249    --          (Exception_Name (E) & ": " & Exception_Message (E));
250    --     end Pong;
251
252    --     task Ping is
253    --        entry Start;
254    --        entry Stop;
255    --     end Ping;
256
257    --     task body Ping is
258    --        Address  : Sock_Addr_Type;
259    --        Socket   : Socket_Type;
260    --        Channel  : Stream_Access;
261
262    --     begin
263    --        accept Start;
264
265    --        --  See comments in Ping section for the first steps
266
267    --        Address.Addr := Addresses (Get_Host_By_Name (Host_Name), 1);
268    --        Address.Port := 5876;
269    --        Create_Socket (Socket);
270
271    --        Set_Socket_Option
272    --          (Socket,
273    --           Socket_Level,
274    --           (Reuse_Address, True));
275
276    --        --  Force Pong to block
277
278    --        delay 0.2;
279
280    --        --  If the client's socket is not bound, Connect_Socket will
281    --        --  bind to an unused address. The client uses Connect_Socket to
282    --        --  create a logical connection between the client's socket and
283    --        --  a server's socket returned by Accept_Socket.
284
285    --        Connect_Socket (Socket, Address);
286
287    --        Channel := Stream (Socket);
288
289    --        --  Send message to server Pong
290
291    --        String'Output (Channel, "Hello world");
292
293    --        --  Force Ping to block
294
295    --        delay 0.2;
296
297    --        --  Receive and print message from server Pong
298
299    --        Ada.Text_IO.Put_Line (String'Input (Channel));
300    --        Close_Socket (Socket);
301
302    --        --  Part of multicast example. Code similar to Pong's one
303
304    --        Create_Socket (Socket, Family_Inet, Socket_Datagram);
305
306    --        Set_Socket_Option
307    --          (Socket,
308    --           Socket_Level,
309    --           (Reuse_Address, True));
310
311    --        Set_Socket_Option
312    --          (Socket,
313    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
314    --           (Multicast_TTL, 1));
315
316    --        Set_Socket_Option
317    --          (Socket,
318    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
319    --           (Multicast_Loop, True));
320
321    --        Address.Addr := Any_Inet_Addr;
322    --        Address.Port := 55506;
323
324    --        Bind_Socket (Socket, Address);
325
326    --        Set_Socket_Option
327    --          (Socket,
328    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
329    --           (Add_Membership, Inet_Addr (Group), Any_Inet_Addr));
330
331    --        Address.Addr := Inet_Addr (Group);
332    --        Address.Port := 55505;
333
334    --        Channel := Stream (Socket, Address);
335
336    --        --  Send message to server Pong
337
338    --        String'Output (Channel, "Hello world");
339
340    --        --  Receive and print message from server Pong
341
342    --        declare
343    --           Message : String := String'Input (Channel);
344
345    --        begin
346    --           Address := Get_Address (Channel);
347    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message & " from " & Image (Address));
348    --        end;
349
350    --        Close_Socket (Socket);
351
352    --        accept Stop;
353
354    --     exception when E : others =>
355    --        Ada.Text_IO.Put_Line
356    --          (Exception_Name (E) & ": " & Exception_Message (E));
357    --     end Ping;
358
359    --  begin
360    --     Initialize;
361    --     Ping.Start;
362    --     Pong.Start;
363    --     Ping.Stop;
364    --     Pong.Stop;
365    --     Finalize;
366    --  end PingPong;
367
368    procedure Initialize;
369    --  Initialize must be called before using any other socket routines.
370    --  Note that this operation is a no-op on UNIX platforms, but applications
371    --  should make sure to call it if portability is expected: some platforms
372    --  (such as Windows) require initialization before any socket operation.
373
374    procedure Initialize (Process_Blocking_IO : Boolean);
375    pragma Obsolescent
376      (Entity => Initialize,
377       "passing a parameter to Initialize is not supported anymore");
378    --  Previous versions of GNAT.Sockets used to require the user to indicate
379    --  whether socket I/O was process- or thread-blocking on the platform.
380    --  This property is now determined automatically when the run-time library
381    --  is built. The old version of Initialize, taking a parameter, is kept
382    --  for compatibility reasons, but this interface is obsolete (and if the
383    --  value given is wrong, an exception will be raised at run time).
384
385    procedure Finalize;
386    --  After Finalize is called it is not possible to use any routines
387    --  exported in by this package. This procedure is idempotent.
388
389    type Socket_Type is private;
390    --  Sockets are used to implement a reliable bi-directional point-to-point,
391    --  stream-based connections between hosts. No_Socket provides a special
392    --  value to denote uninitialized sockets.
393
394    No_Socket : constant Socket_Type;
395
396    Socket_Error : exception;
397    --  There is only one exception in this package to deal with an error during
398    --  a socket routine. Once raised, its message contains a string describing
399    --  the error code.
400
401    function Image (Socket : Socket_Type) return String;
402    --  Return a printable string for Socket
403
404    function To_C (Socket : Socket_Type) return Integer;
405    --  Return a file descriptor to be used by external subprograms. This is
406    --  useful for C functions that are not yet interfaced in this package.
407
408    type Family_Type is (Family_Inet, Family_Inet6);
409    --  Address family (or protocol family) identifies the communication domain
410    --  and groups protocols with similar address formats. IPv6 will soon be
411    --  supported.
412
413    type Mode_Type is (Socket_Stream, Socket_Datagram);
414    --  Stream sockets provide connection-oriented byte streams. Datagram
415    --  sockets support unreliable connectionless message based communication.
416
417    type Shutmode_Type is (Shut_Read, Shut_Write, Shut_Read_Write);
418    --  When a process closes a socket, the policy is to retain any data queued
419    --  until either a delivery or a timeout expiration (in this case, the data
420    --  are discarded). A finer control is available through shutdown. With
421    --  Shut_Read, no more data can be received from the socket. With_Write, no
422    --  more data can be transmitted. Neither transmission nor reception can be
423    --  performed with Shut_Read_Write.
424
425    type Port_Type is new Natural;
426    --  Classical port definition. No_Port provides a special value to
427    --  denote uninitialized port. Any_Port provides a special value
428    --  enabling all ports.
429
430    Any_Port : constant Port_Type;
431    No_Port  : constant Port_Type;
432
433    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is private;
434    --  An Internet address depends on an address family (IPv4 contains 4
435    --  octets and IPv6 contains 16 octets). Any_Inet_Addr is a special value
436    --  treated like a wildcard enabling all addresses. No_Inet_Addr provides a
437    --  special value to denote uninitialized inet addresses.
438
439    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type;
440    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type;
441    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type;
442
443    type Sock_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
444       Addr : Inet_Addr_Type (Family);
445       Port : Port_Type;
446    end record;
447    --  Socket addresses fully define a socket connection with protocol family,
448    --  an Internet address and a port. No_Sock_Addr provides a special value
449    --  for uninitialized socket addresses.
450
451    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type;
452
453    function Image (Value : Inet_Addr_Type) return String;
454    --  Return an image of an Internet address. IPv4 notation consists in 4
455    --  octets in decimal format separated by dots. IPv6 notation consists in
456    --  16 octets in hexadecimal format separated by colons (and possibly
457    --  dots).
458
459    function Image (Value : Sock_Addr_Type) return String;
460    --  Return inet address image and port image separated by a colon
461
462    function Inet_Addr (Image : String) return Inet_Addr_Type;
463    --  Convert address image from numbers-and-dots notation into an
464    --  inet address.
465
466    --  Host entries provide complete information on a given host: the official
467    --  name, an array of alternative names or aliases and array of network
468    --  addresses.
469
470    type Host_Entry_Type
471      (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is private;
472
473    function Official_Name (E : Host_Entry_Type) return String;
474    --  Return official name in host entry
475
476    function Aliases_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
477    --  Return number of aliases in host entry
478
479    function Addresses_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
480    --  Return number of addresses in host entry
481
482    function Aliases
483      (E : Host_Entry_Type;
484       N : Positive := 1) return String;
485    --  Return N'th aliases in host entry. The first index is 1
486
487    function Addresses
488      (E : Host_Entry_Type;
489       N : Positive := 1) return Inet_Addr_Type;
490    --  Return N'th addresses in host entry. The first index is 1
491
492    Host_Error : exception;
493    --  Exception raised by the two following procedures. Once raised, its
494    --  message contains a string describing the error code. This exception is
495    --  raised when an host entry cannot be retrieved.
496
497    function Get_Host_By_Address
498      (Address : Inet_Addr_Type;
499       Family  : Family_Type := Family_Inet) return Host_Entry_Type;
500    --  Return host entry structure for the given Inet address. Note that no
501    --  result will be returned if there is no mapping of this IP address to a
502    --  host name in the system tables (host database, DNS or otherwise).
503
504    function Get_Host_By_Name
505      (Name : String) return Host_Entry_Type;
506    --  Return host entry structure for the given host name. Here name is
507    --  either a host name, or an IP address. If Name is an IP address, this is
508    --  equivalent to Get_Host_By_Address (Inet_Addr (Name)).
509
510    function Host_Name return String;
511    --  Return the name of the current host
512
513    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is private;
514    --  Service entries provide complete information on a given service: the
515    --  official name, an array of alternative names or aliases and the port
516    --  number.
517
518    function Official_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
519    --  Return official name in service entry
520
521    function Port_Number (S : Service_Entry_Type) return Port_Type;
522    --  Return port number in service entry
523
524    function Protocol_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
525    --  Return Protocol in service entry (usually UDP or TCP)
526
527    function Aliases_Length (S : Service_Entry_Type) return Natural;
528    --  Return number of aliases in service entry
529
530    function Aliases
531      (S : Service_Entry_Type;
532       N : Positive := 1) return String;
533    --  Return N'th aliases in service entry (the first index is 1)
534
535    function Get_Service_By_Name
536      (Name     : String;
537       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
538    --  Return service entry structure for the given service name
539
540    function Get_Service_By_Port
541      (Port     : Port_Type;
542       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
543    --  Return service entry structure for the given service port number
544
545    Service_Error : exception;
546    --  Comment required ???
547
548    --  Errors are described by an enumeration type. There is only one
549    --  exception Socket_Error in this package to deal with an error during a
550    --  socket routine. Once raised, its message contains the error code
551    --  between brackets and a string describing the error code.
552
553    --  The name of the enumeration constant documents the error condition
554
555    type Error_Type is
556      (Success,
557       Permission_Denied,
558       Address_Already_In_Use,
559       Cannot_Assign_Requested_Address,
560       Address_Family_Not_Supported_By_Protocol,
561       Operation_Already_In_Progress,
562       Bad_File_Descriptor,
563       Software_Caused_Connection_Abort,
564       Connection_Refused,
565       Connection_Reset_By_Peer,
566       Destination_Address_Required,
567       Bad_Address,
568       Host_Is_Down,
569       No_Route_To_Host,
570       Operation_Now_In_Progress,
571       Interrupted_System_Call,
572       Invalid_Argument,
573       Input_Output_Error,
574       Transport_Endpoint_Already_Connected,
575       Too_Many_Symbolic_Links,
576       Too_Many_Open_Files,
577       Message_Too_Long,
578       File_Name_Too_Long,
579       Network_Is_Down,
580       Network_Dropped_Connection_Because_Of_Reset,
581       Network_Is_Unreachable,
582       No_Buffer_Space_Available,
583       Protocol_Not_Available,
584       Transport_Endpoint_Not_Connected,
585       Socket_Operation_On_Non_Socket,
586       Operation_Not_Supported,
587       Protocol_Family_Not_Supported,
588       Protocol_Not_Supported,
589       Protocol_Wrong_Type_For_Socket,
590       Cannot_Send_After_Transport_Endpoint_Shutdown,
591       Socket_Type_Not_Supported,
592       Connection_Timed_Out,
593       Too_Many_References,
594       Resource_Temporarily_Unavailable,
595       Unknown_Host,
596       Host_Name_Lookup_Failure,
597       Non_Recoverable_Error,
598       Unknown_Server_Error,
599       Cannot_Resolve_Error);
600
601    --  Timeval_Duration is a subtype of Standard.Duration because the full
602    --  range of Standard.Duration cannot be represented in the equivalent C
603    --  structure. Moreover, negative values are not allowed to avoid system
604    --  incompatibilities.
605
606    Immediate : constant := 0.0;
607    Forever   : constant := Duration (Integer'Last) * 1.0;
608
609    subtype Timeval_Duration is Duration range Immediate .. Forever;
610
611    --  Get_Socket_Options and Set_Socket_Options manipulate options associated
612    --  with a socket. Options may exist at multiple protocol levels in the
613    --  communication stack. Socket_Level is the uppermost socket level.
614
615    type Level_Type is (
616      Socket_Level,
617      IP_Protocol_For_IP_Level,
618      IP_Protocol_For_UDP_Level,
619      IP_Protocol_For_TCP_Level);
620
621    --  There are several options available to manipulate sockets. Each option
622    --  has a name and several values available. Most of the time, the value is
623    --  a boolean to enable or disable this option.
624
625    type Option_Name is (
626      Keep_Alive,          -- Enable sending of keep-alive messages
627      Reuse_Address,       -- Allow bind to reuse local address
628      Broadcast,           -- Enable datagram sockets to recv/send broadcasts
629      Send_Buffer,         -- Set/get the maximum socket send buffer in bytes
630      Receive_Buffer,      -- Set/get the maximum socket recv buffer in bytes
631      Linger,              -- Shutdown wait for msg to be sent or timeout occur
632      Error,               -- Get and clear the pending socket error
633      No_Delay,            -- Do not delay send to coalesce data (TCP_NODELAY)
634      Add_Membership,      -- Join a multicast group
635      Drop_Membership,     -- Leave a multicast group
636      Multicast_If,        -- Set default out interface for multicast packets
637      Multicast_TTL,       -- Set the time-to-live of sent multicast packets
638      Multicast_Loop,      -- Sent multicast packets are looped to local socket
639      Receive_Packet_Info, -- Receive low level packet info as ancillary data
640      Send_Timeout,        -- Set timeout value for output
641      Receive_Timeout);    -- Set timeout value for input
642
643    type Option_Type (Name : Option_Name := Keep_Alive) is record
644       case Name is
645          when Keep_Alive          |
646               Reuse_Address       |
647               Broadcast           |
648               Linger              |
649               No_Delay            |
650               Receive_Packet_Info |
651               Multicast_Loop      =>
652             Enabled : Boolean;
653
654             case Name is
655                when Linger    =>
656                   Seconds : Natural;
657                when others    =>
658                   null;
659             end case;
660
661          when Send_Buffer     |
662               Receive_Buffer  =>
663             Size : Natural;
664
665          when Error           =>
666             Error : Error_Type;
667
668          when Add_Membership  |
669               Drop_Membership =>
670             Multicast_Address : Inet_Addr_Type;
671             Local_Interface   : Inet_Addr_Type;
672
673          when Multicast_If    =>
674             Outgoing_If : Inet_Addr_Type;
675
676          when Multicast_TTL   =>
677             Time_To_Live : Natural;
678
679          when Send_Timeout |
680               Receive_Timeout =>
681             Timeout : Timeval_Duration;
682
683       end case;
684    end record;
685
686    --  There are several controls available to manipulate sockets. Each option
687    --  has a name and several values available. These controls differ from the
688    --  socket options in that they are not specific to sockets but are
689    --  available for any device.
690
691    type Request_Name is (
692       Non_Blocking_IO,  --  Cause a caller not to wait on blocking operations.
693       N_Bytes_To_Read); --  Return the number of bytes available to read
694
695    type Request_Type (Name : Request_Name := Non_Blocking_IO) is record
696       case Name is
697          when Non_Blocking_IO =>
698             Enabled : Boolean;
699
700          when N_Bytes_To_Read =>
701             Size : Natural;
702
703       end case;
704    end record;
705
706    --  A request flag allows to specify the type of message transmissions or
707    --  receptions. A request flag can be combination of zero or more
708    --  predefined request flags.
709
710    type Request_Flag_Type is private;
711
712    No_Request_Flag : constant Request_Flag_Type;
713    --  This flag corresponds to the normal execution of an operation
714
715    Process_Out_Of_Band_Data : constant Request_Flag_Type;
716    --  This flag requests that the receive or send function operates on
717    --  out-of-band data when the socket supports this notion (e.g.
718    --  Socket_Stream).
719
720    Peek_At_Incoming_Data : constant Request_Flag_Type;
721    --  This flag causes the receive operation to return data from the
722    --  beginning of the receive queue without removing that data from the
723    --  queue. A subsequent receive call will return the same data.
724
725    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type;
726    --  This flag requests that the operation block until the full request is
727    --  satisfied. However, the call may still return less data than requested
728    --  if a signal is caught, an error or disconnect occurs, or the next data
729    --  to be received is of a different type than that returned. Note that
730    --  this flag depends on support in the underlying sockets implementation,
731    --  and is not supported under Windows.
732
733    Send_End_Of_Record : constant Request_Flag_Type;
734    --  This flag indicates that the entire message has been sent and so this
735    --  terminates the record.
736
737    function "+" (L, R : Request_Flag_Type) return Request_Flag_Type;
738    --  Combine flag L with flag R
739
740    type Stream_Element_Reference is access all Ada.Streams.Stream_Element;
741
742    type Vector_Element is record
743       Base   : Stream_Element_Reference;
744       Length : Ada.Streams.Stream_Element_Count;
745    end record;
746
747    type Vector_Type is array (Integer range <>) of Vector_Element;
748
749    procedure Create_Socket
750      (Socket : out Socket_Type;
751       Family : Family_Type := Family_Inet;
752       Mode   : Mode_Type   := Socket_Stream);
753    --  Create an endpoint for communication. Raises Socket_Error on error
754
755    procedure Accept_Socket
756      (Server  : Socket_Type;
757       Socket  : out Socket_Type;
758       Address : out Sock_Addr_Type);
759    --  Extracts the first connection request on the queue of pending
760    --  connections, creates a new connected socket with mostly the same
761    --  properties as Server, and allocates a new socket. The returned Address
762    --  is filled in with the address of the connection. Raises Socket_Error on
763    --  error.
764
765    procedure Bind_Socket
766      (Socket  : Socket_Type;
767       Address : Sock_Addr_Type);
768    --  Once a socket is created, assign a local address to it. Raise
769    --  Socket_Error on error.
770
771    procedure Close_Socket (Socket : Socket_Type);
772    --  Close a socket and more specifically a non-connected socket
773
774    procedure Connect_Socket
775      (Socket : Socket_Type;
776       Server : in out Sock_Addr_Type);
777    --  Make a connection to another socket which has the address of
778    --  Server. Raises Socket_Error on error.
779
780    procedure Control_Socket
781      (Socket  : Socket_Type;
782       Request : in out Request_Type);
783    --  Obtain or set parameter values that control the socket. This control
784    --  differs from the socket options in that they are not specific to
785    --  sockets but are available for any device.
786
787    function Get_Peer_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
788    --  Return the peer or remote socket address of a socket. Raise
789    --  Socket_Error on error.
790
791    function Get_Socket_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
792    --  Return the local or current socket address of a socket. Return
793    --  No_Sock_Addr on error (for instance, socket closed or not locally
794    --  bound).
795
796    function Get_Socket_Option
797      (Socket : Socket_Type;
798       Level  : Level_Type := Socket_Level;
799       Name   : Option_Name) return Option_Type;
800    --  Get the options associated with a socket. Raises Socket_Error
801    --  on error.
802
803    procedure Listen_Socket
804      (Socket : Socket_Type;
805       Length : Positive := 15);
806    --  To accept connections, a socket is first created with Create_Socket,
807    --  a willingness to accept incoming connections and a queue Length for
808    --  incoming connections are specified. Raise Socket_Error on error.
809
810    procedure Receive_Socket
811      (Socket : Socket_Type;
812       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
813       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
814       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
815    --  Receive message from Socket. Last is the index value such that Item
816    --  (Last) is the last character assigned. Note that Last is set to
817    --  Item'First - 1 when the socket has been closed by peer. This is not an
818    --  error and no exception is raised. Flags allows to control the
819    --  reception. Raise Socket_Error on error.
820
821    procedure Receive_Socket
822      (Socket : Socket_Type;
823       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
824       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
825       From   : out Sock_Addr_Type;
826       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
827    --  Receive message from Socket. If Socket is not connection-oriented, the
828    --  source address From of the message is filled in. Last is the index
829    --  value such that Item (Last) is the last character assigned. Flags
830    --  allows to control the reception. Raises Socket_Error on error.
831
832    procedure Receive_Vector
833      (Socket : Socket_Type;
834       Vector : Vector_Type;
835       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count);
836    --  Receive data from a socket and scatter it into the set of vector
837    --  elements Vector. Count is set to the count of received stream elements.
838
839    function Resolve_Exception
840      (Occurrence : Ada.Exceptions.Exception_Occurrence) return Error_Type;
841    --  When Socket_Error or Host_Error are raised, the exception message
842    --  contains the error code between brackets and a string describing the
843    --  error code. Resolve_Error extracts the error code from an exception
844    --  message and translate it into an enumeration value.
845
846    procedure Send_Socket
847      (Socket : Socket_Type;
848       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
849       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
850       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
851    --  Transmit a message to another socket. Note that Last is set to
852    --  Item'First-1 when socket has been closed by peer. This is not
853    --  considered an error and no exception is raised. Flags allows to control
854    --  the transmission. Raises Socket_Error on any other error condition.
855
856    procedure Send_Socket
857      (Socket : Socket_Type;
858       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
859       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
860       To     : Sock_Addr_Type;
861       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
862    --  Transmit a message to another socket. The address is given by To. Flags
863    --  allows to control the transmission. Raises Socket_Error on error.
864
865    procedure Send_Vector
866      (Socket : Socket_Type;
867       Vector : Vector_Type;
868       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count);
869    --  Transmit data gathered from the set of vector elements Vector to a
870    --  socket. Count is set to the count of transmitted stream elements.
871
872    procedure Set_Socket_Option
873      (Socket : Socket_Type;
874       Level  : Level_Type := Socket_Level;
875       Option : Option_Type);
876    --  Manipulate socket options. Raises Socket_Error on error
877
878    procedure Shutdown_Socket
879      (Socket : Socket_Type;
880       How    : Shutmode_Type := Shut_Read_Write);
881    --  Shutdown a connected socket. If How is Shut_Read, further receives will
882    --  be disallowed. If How is Shut_Write, further sends will be disallowed.
883    --  If how is Shut_Read_Write, further sends and receives will be
884    --  disallowed.
885
886    type Stream_Access is access all Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class;
887    --  Same interface as Ada.Streams.Stream_IO
888
889    function Stream (Socket : Socket_Type) return Stream_Access;
890    --  Create a stream associated with a stream-based socket that is
891    --  already connected.
892
893    function Stream
894      (Socket  : Socket_Type;
895       Send_To : Sock_Addr_Type) return Stream_Access;
896    --  Create a stream associated with a datagram-based socket that is already
897    --  bound. Send_To is the socket address to which messages are being sent.
898
899    function Get_Address (Stream : Stream_Access) return Sock_Addr_Type;
900    --  Return the socket address from which the last message was received
901
902    procedure Free is new Ada.Unchecked_Deallocation
903      (Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class, Stream_Access);
904    --  Destroy a stream created by one of the Stream functions above,
905    --  releasing the corresponding resources. The user is responsible for
906    --  calling this subprogram when the stream is not needed anymore.
907
908    type Socket_Set_Type is limited private;
909    --  This type allows to manipulate sets of sockets. It allows to wait for
910    --  events on multiple endpoints at one time. This is an access type on a
911    --  system dependent structure. To avoid memory leaks it is highly
912    --  recommended to clean the access value with procedure Empty.
913
914    procedure Clear (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
915    --  Remove Socket from Item
916
917    procedure Copy  (Source : Socket_Set_Type; Target : in out Socket_Set_Type);
918    --  Copy Source into Target as Socket_Set_Type is limited private
919
920    procedure Empty (Item : in out Socket_Set_Type);
921    --  Remove all Sockets from Item and deallocate internal data
922
923    procedure Get (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : out Socket_Type);
924    --  Extract a Socket from socket set Item. Socket is set to
925    --  No_Socket when the set is empty.
926
927    function Is_Empty (Item : Socket_Set_Type) return Boolean;
928    --  Return True iff Item is empty
929
930    function Is_Set
931      (Item   : Socket_Set_Type;
932       Socket : Socket_Type) return Boolean;
933    --  Return True iff Socket is present in Item
934
935    procedure Set (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
936    --  Insert Socket into Item
937
938    --  The select(2) system call waits for events to occur on any of a set of
939    --  file descriptors. Usually, three independent sets of descriptors are
940    --  watched (read, write  and exception). A timeout gives an upper bound
941    --  on the amount of time elapsed before select returns. This function
942    --  blocks until an event occurs. On some platforms, the select(2) system
943    --  can block the full process (not just the calling thread).
944    --
945    --  Check_Selector provides the very same behaviour. The only difference is
946    --  that it does not watch for exception events. Note that on some
947    --  platforms it is kept process blocking on purpose. The timeout parameter
948    --  allows the user to have the behaviour he wants. Abort_Selector allows
949    --  to abort safely a Check_Selector that is blocked forever. A special
950    --  file descriptor is opened by Create_Selector and included in each call
951    --  to Check_Selector. Abort_Selector causes an event to occur on this
952    --  descriptor in order to unblock Check_Selector. The user must call
953    --  Close_Selector to discard this special file. A reason to abort a select
954    --  operation is typically to add a socket in one of the socket sets when
955    --  the timeout is set to forever.
956
957    type Selector_Type is limited private;
958    type Selector_Access is access all Selector_Type;
959
960    subtype Selector_Duration is Timeval_Duration;
961
962    procedure Create_Selector (Selector : out Selector_Type);
963    --  Create a new selector
964
965    procedure Close_Selector (Selector : in out Selector_Type);
966    --  Close Selector and all internal descriptors associated; deallocate any
967    --  associated resources. This subprogram may be called only when there is
968    --  no other task still using Selector (i.e. still executing Check_Selector
969    --  or Abort_Selector on this Selector).
970
971    type Selector_Status is (Completed, Expired, Aborted);
972
973    procedure Check_Selector
974      (Selector     : in out Selector_Type;
975       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
976       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
977       Status       : out Selector_Status;
978       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
979    --  Return when one Socket in R_Socket_Set has some data to be read or if
980    --  one Socket in W_Socket_Set is ready to transmit some data. In these
981    --  cases Status is set to Completed and sockets that are ready are set in
982    --  R_Socket_Set or W_Socket_Set. Status is set to Expired if no socket was
983    --  ready after a Timeout expiration. Status is set to Aborted if an abort
984    --  signal has been received while checking socket status.
985    --  Note that two different Socket_Set_Type objects must be passed as
986    --  R_Socket_Set and W_Socket_Set (even if they denote the same set of
987    --  Sockets), or some event may be lost.
988    --  Socket_Error is raised when the select(2) system call returns an
989    --  error condition, or when a read error occurs on the signalling socket
990    --  used for the implementation of Abort_Selector.
991
992    procedure Check_Selector
993      (Selector     : in out Selector_Type;
994       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
995       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
996       E_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
997       Status       : out Selector_Status;
998       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
999    --  This refined version of Check_Selector allows to watch for exception
1000    --  events (that is notifications of out-of-band transmission and
1001    --  reception). As above, all of R_Socket_Set, W_Socket_Set and
1002    --  E_Socket_Set must be different objects.
1003
1004    procedure Abort_Selector (Selector : Selector_Type);
1005    --  Send an abort signal to the selector
1006
1007 private
1008
1009    type Socket_Type is new Integer;
1010    No_Socket : constant Socket_Type := -1;
1011
1012    type Selector_Type is limited record
1013       R_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1014       W_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1015    end record;
1016
1017    pragma Volatile (Selector_Type);
1018
1019    --  The two signalling sockets are used to abort a select operation
1020
1021    subtype Socket_Set_Access is System.Address;
1022    No_Socket_Set : constant Socket_Set_Access := System.Null_Address;
1023
1024    type Socket_Set_Type is record
1025       Last : Socket_Type       := No_Socket;
1026       Set  : Socket_Set_Access := No_Socket_Set;
1027    end record;
1028
1029    subtype Inet_Addr_Comp_Type is Natural range 0 .. 255;
1030    --  Octet for Internet address
1031
1032    type Inet_Addr_VN_Type is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Comp_Type;
1033
1034    subtype Inet_Addr_V4_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 ..  4);
1035    subtype Inet_Addr_V6_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 .. 16);
1036
1037    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
1038       case Family is
1039          when Family_Inet =>
1040             Sin_V4 : Inet_Addr_V4_Type := (others => 0);
1041
1042          when Family_Inet6 =>
1043             Sin_V6 : Inet_Addr_V6_Type := (others => 0);
1044       end case;
1045    end record;
1046
1047    Any_Port : constant Port_Type := 0;
1048    No_Port  : constant Port_Type := 0;
1049
1050    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type :=
1051                            (Family_Inet, (others => 0));
1052    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type :=
1053                            (Family_Inet, (others => 0));
1054    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type :=
1055                            (Family_Inet, (others => 255));
1056
1057    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type := (Family_Inet, No_Inet_Addr, 0);
1058
1059    Max_Name_Length : constant := 64;
1060    --  The constant MAXHOSTNAMELEN is usually set to 64
1061
1062    subtype Name_Index is Natural range 1 .. Max_Name_Length;
1063
1064    type Name_Type
1065      (Length : Name_Index := Max_Name_Length)
1066    is record
1067       Name : String (1 .. Length);
1068    end record;
1069    --  We need fixed strings to avoid access types in host entry type
1070
1071    type Name_Array is array (Natural range <>) of Name_Type;
1072    type Inet_Addr_Array is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Type;
1073
1074    type Host_Entry_Type (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is record
1075       Official  : Name_Type;
1076       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1077       Addresses : Inet_Addr_Array (1 .. Addresses_Length);
1078    end record;
1079
1080    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is record
1081       Official  : Name_Type;
1082       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1083       Port      : Port_Type;
1084       Protocol  : Name_Type;
1085    end record;
1086
1087    type Request_Flag_Type is mod 2 ** 8;
1088    No_Request_Flag           : constant Request_Flag_Type := 0;
1089    Process_Out_Of_Band_Data  : constant Request_Flag_Type := 1;
1090    Peek_At_Incoming_Data     : constant Request_Flag_Type := 2;
1091    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type := 4;
1092    Send_End_Of_Record        : constant Request_Flag_Type := 8;
1093
1094 end GNAT.Sockets;