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