OSDN Git Service

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