OSDN Git Service

2009-04-20 Thomas Quinot <quinot@adacore.com>
[pf3gnuchains/gcc-fork.git] / gcc / ada / g-socket.ads
1 ------------------------------------------------------------------------------
2 --                                                                          --
3 --                         GNAT COMPILER COMPONENTS                         --
4 --                                                                          --
5 --                         G N A T . S O C K E T S                          --
6 --                                                                          --
7 --                                 S p e c                                  --
8 --                                                                          --
9 --                     Copyright (C) 2001-2008, AdaCore                     --
10 --                                                                          --
11 -- GNAT is free software;  you can  redistribute it  and/or modify it under --
12 -- terms of the  GNU General Public License as published  by the Free Soft- --
13 -- ware  Foundation;  either version 2,  or (at your option) any later ver- --
14 -- sion.  GNAT is distributed in the hope that it will be useful, but WITH- --
15 -- OUT ANY WARRANTY;  without even the  implied warranty of MERCHANTABILITY --
16 -- or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU General Public License --
17 -- for  more details.  You should have  received  a copy of the GNU General --
18 -- Public License  distributed with GNAT;  see file COPYING.  If not, write --
19 -- to  the  Free Software Foundation,  51  Franklin  Street,  Fifth  Floor, --
20 -- Boston, MA 02110-1301, USA.                                              --
21 --                                                                          --
22 -- As a special exception,  if other files  instantiate  generics from this --
23 -- unit, or you link  this unit with other files  to produce an executable, --
24 -- this  unit  does not  by itself cause  the resulting  executable  to  be --
25 -- covered  by the  GNU  General  Public  License.  This exception does not --
26 -- however invalidate  any other reasons why  the executable file  might be --
27 -- covered by the  GNU Public License.                                      --
28 --                                                                          --
29 -- GNAT was originally developed  by the GNAT team at  New York University. --
30 -- Extensive contributions were provided by Ada Core Technologies Inc.      --
31 --                                                                          --
32 ------------------------------------------------------------------------------
33
34 --  This package provides an interface to the sockets communication facility
35 --  provided on many operating systems. This is implemented on the following
36 --  platforms:
37
38 --     All native ports, with restrictions as follows
39
40 --       Multicast is available only on systems which provide support for this
41 --       feature, so it is not available if Multicast is not supported, or not
42 --       installed.
43
44 --       The VMS implementation was implemented using the DECC RTL Socket API,
45 --       and is thus subject to limitations in the implementation of this API.
46
47 --     VxWorks cross ports fully implement this package
48
49 --     This package is not yet implemented on LynxOS or other cross ports
50
51 with Ada.Exceptions;
52 with Ada.Streams;
53 with Ada.Unchecked_Deallocation;
54
55 with Interfaces.C;
56
57 with System.OS_Constants;
58 with System.Storage_Elements;
59
60 package GNAT.Sockets is
61
62    --  Sockets are designed to provide a consistent communication facility
63    --  between applications. This package provides an Ada binding to the
64    --  the de-facto standard BSD sockets API. The documentation below covers
65    --  only the specific binding provided by this package. It assumes that
66    --  the reader is already familiar with general network programming and
67    --  sockets usage. A useful reference on this matter is W. Richard Stevens'
68    --  "UNIX Network Programming: The Sockets Networking API"
69    --  (ISBN: 0131411551).
70
71    --  GNAT.Sockets has been designed with several ideas in mind
72
73    --  This is a system independent interface. Therefore, we try as much as
74    --  possible to mask system incompatibilities. Some functionalities are not
75    --  available because there are not fully supported on some systems.
76
77    --  This is a thick binding. For instance, a major effort has been done to
78    --  avoid using memory addresses or untyped ints. We preferred to define
79    --  streams and enumeration types. Errors are not returned as returned
80    --  values but as exceptions.
81
82    --  This package provides a POSIX-compliant interface (between two
83    --  different implementations of the same routine, we adopt the one closest
84    --  to the POSIX specification). For instance, using select(), the
85    --  notification of an asynchronous connect failure is delivered in the
86    --  write socket set (POSIX) instead of the exception socket set (NT).
87
88    --  The example below demonstrates various features of GNAT.Sockets:
89
90    --  with GNAT.Sockets; use GNAT.Sockets;
91
92    --  with Ada.Text_IO;
93    --  with Ada.Exceptions; use Ada.Exceptions;
94
95    --  procedure PingPong is
96
97    --     Group : constant String := "239.255.128.128";
98    --     --  Multicast group: administratively scoped IP address
99
100    --     task Pong is
101    --        entry Start;
102    --        entry Stop;
103    --     end Pong;
104
105    --     task body Pong is
106    --        Address  : Sock_Addr_Type;
107    --        Server   : Socket_Type;
108    --        Socket   : Socket_Type;
109    --        Channel  : Stream_Access;
110
111    --     begin
112    --        accept Start;
113    --
114    --        --  Get an Internet address of a host (here the local host name).
115    --        --  Note that a host can have several addresses. Here we get
116    --        --  the first one which is supposed to be the official one.
117
118    --        Address.Addr := Addresses (Get_Host_By_Name (Host_Name), 1);
119
120    --        --  Get a socket address that is an Internet address and a port
121
122    --        Address.Port := 5876;
123
124    --        --  The first step is to create a socket. Once created, this
125    --        --  socket must be associated to with an address. Usually only a
126    --        --  server (Pong here) needs to bind an address explicitly. Most
127    --        --  of the time clients can skip this step because the socket
128    --        --  routines will bind an arbitrary address to an unbound socket.
129
130    --        Create_Socket (Server);
131
132    --        --  Allow reuse of local addresses
133
134    --        Set_Socket_Option
135    --          (Server,
136    --           Socket_Level,
137    --           (Reuse_Address, True));
138
139    --        Bind_Socket (Server, Address);
140
141    --        --  A server marks a socket as willing to receive connect events
142
143    --        Listen_Socket (Server);
144
145    --        --  Once a server calls Listen_Socket, incoming connects events
146    --        --  can be accepted. The returned Socket is a new socket that
147    --        --  represents the server side of the connection. Server remains
148    --        --  available to receive further connections.
149
150    --        Accept_Socket (Server, Socket, Address);
151
152    --        --  Return a stream associated to the connected socket
153
154    --        Channel := Stream (Socket);
155
156    --        --  Force Pong to block
157
158    --        delay 0.2;
159
160    --        --  Receive and print message from client Ping
161
162    --        declare
163    --           Message : String := String'Input (Channel);
164
165    --        begin
166    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message);
167
168    --           --  Send same message back to client Ping
169
170    --           String'Output (Channel, Message);
171    --        end;
172
173    --        Close_Socket (Server);
174    --        Close_Socket (Socket);
175
176    --        --  Part of the multicast example
177
178    --        --  Create a datagram socket to send connectionless, unreliable
179    --        --  messages of a fixed maximum length.
180
181    --        Create_Socket (Socket, Family_Inet, Socket_Datagram);
182
183    --        --  Allow reuse of local addresses
184
185    --        Set_Socket_Option
186    --          (Socket,
187    --           Socket_Level,
188    --           (Reuse_Address, True));
189
190    --        --  Controls the live time of the datagram to avoid it being
191    --        --  looped forever due to routing errors. Routers decrement
192    --        --  the TTL of every datagram as it traverses from one network
193    --        --  to another and when its value reaches 0 the packet is
194    --        --  dropped. Default is 1.
195
196    --        Set_Socket_Option
197    --          (Socket,
198    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
199    --           (Multicast_TTL, 1));
200
201    --        --  Want the data you send to be looped back to your host
202
203    --        Set_Socket_Option
204    --          (Socket,
205    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
206    --           (Multicast_Loop, True));
207
208    --        --  If this socket is intended to receive messages, bind it
209    --        --  to a given socket address.
210
211    --        Address.Addr := Any_Inet_Addr;
212    --        Address.Port := 55505;
213
214    --        Bind_Socket (Socket, Address);
215
216    --        --  Join a multicast group
217
218    --        --  Portability note: On Windows, this option may be set only
219    --        --  on a bound socket.
220
221    --        Set_Socket_Option
222    --          (Socket,
223    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
224    --           (Add_Membership, Inet_Addr (Group), Any_Inet_Addr));
225
226    --        --  If this socket is intended to send messages, provide the
227    --        --  receiver socket address.
228
229    --        Address.Addr := Inet_Addr (Group);
230    --        Address.Port := 55506;
231
232    --        Channel := Stream (Socket, Address);
233
234    --        --  Receive and print message from client Ping
235
236    --        declare
237    --           Message : String := String'Input (Channel);
238
239    --        begin
240    --           --  Get the address of the sender
241
242    --           Address := Get_Address (Channel);
243    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message & " from " & Image (Address));
244
245    --           --  Send same message back to client Ping
246
247    --           String'Output (Channel, Message);
248    --        end;
249
250    --        Close_Socket (Socket);
251
252    --        accept Stop;
253
254    --     exception when E : others =>
255    --        Ada.Text_IO.Put_Line
256    --          (Exception_Name (E) & ": " & Exception_Message (E));
257    --     end Pong;
258
259    --     task Ping is
260    --        entry Start;
261    --        entry Stop;
262    --     end Ping;
263
264    --     task body Ping is
265    --        Address  : Sock_Addr_Type;
266    --        Socket   : Socket_Type;
267    --        Channel  : Stream_Access;
268
269    --     begin
270    --        accept Start;
271
272    --        --  See comments in Ping section for the first steps
273
274    --        Address.Addr := Addresses (Get_Host_By_Name (Host_Name), 1);
275    --        Address.Port := 5876;
276    --        Create_Socket (Socket);
277
278    --        Set_Socket_Option
279    --          (Socket,
280    --           Socket_Level,
281    --           (Reuse_Address, True));
282
283    --        --  Force Pong to block
284
285    --        delay 0.2;
286
287    --        --  If the client's socket is not bound, Connect_Socket will
288    --        --  bind to an unused address. The client uses Connect_Socket to
289    --        --  create a logical connection between the client's socket and
290    --        --  a server's socket returned by Accept_Socket.
291
292    --        Connect_Socket (Socket, Address);
293
294    --        Channel := Stream (Socket);
295
296    --        --  Send message to server Pong
297
298    --        String'Output (Channel, "Hello world");
299
300    --        --  Force Ping to block
301
302    --        delay 0.2;
303
304    --        --  Receive and print message from server Pong
305
306    --        Ada.Text_IO.Put_Line (String'Input (Channel));
307    --        Close_Socket (Socket);
308
309    --        --  Part of multicast example. Code similar to Pong's one
310
311    --        Create_Socket (Socket, Family_Inet, Socket_Datagram);
312
313    --        Set_Socket_Option
314    --          (Socket,
315    --           Socket_Level,
316    --           (Reuse_Address, True));
317
318    --        Set_Socket_Option
319    --          (Socket,
320    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
321    --           (Multicast_TTL, 1));
322
323    --        Set_Socket_Option
324    --          (Socket,
325    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
326    --           (Multicast_Loop, True));
327
328    --        Address.Addr := Any_Inet_Addr;
329    --        Address.Port := 55506;
330
331    --        Bind_Socket (Socket, Address);
332
333    --        Set_Socket_Option
334    --          (Socket,
335    --           IP_Protocol_For_IP_Level,
336    --           (Add_Membership, Inet_Addr (Group), Any_Inet_Addr));
337
338    --        Address.Addr := Inet_Addr (Group);
339    --        Address.Port := 55505;
340
341    --        Channel := Stream (Socket, Address);
342
343    --        --  Send message to server Pong
344
345    --        String'Output (Channel, "Hello world");
346
347    --        --  Receive and print message from server Pong
348
349    --        declare
350    --           Message : String := String'Input (Channel);
351
352    --        begin
353    --           Address := Get_Address (Channel);
354    --           Ada.Text_IO.Put_Line (Message & " from " & Image (Address));
355    --        end;
356
357    --        Close_Socket (Socket);
358
359    --        accept Stop;
360
361    --     exception when E : others =>
362    --        Ada.Text_IO.Put_Line
363    --          (Exception_Name (E) & ": " & Exception_Message (E));
364    --     end Ping;
365
366    --  begin
367    --     Initialize;
368    --     Ping.Start;
369    --     Pong.Start;
370    --     Ping.Stop;
371    --     Pong.Stop;
372    --     Finalize;
373    --  end PingPong;
374
375    package SOSC renames System.OS_Constants;
376    --  Renaming used to provide short-hand notations throughout the sockets
377    --  binding. Note that System.OS_Constants is an internal unit, and the
378    --  entities declared therein are not meant for direct access by users,
379    --  including through this renaming.
380
381    procedure Initialize;
382    pragma Obsolescent
383      (Entity  => Initialize,
384       Message => "explicit initialization is no longer required");
385    --  Initialize must be called before using any other socket routines.
386    --  Note that this operation is a no-op on UNIX platforms, but applications
387    --  should make sure to call it if portability is expected: some platforms
388    --  (such as Windows) require initialization before any socket operation.
389    --  This is now a no-op (initialization and finalization are done
390    --  automatically).
391
392    procedure Initialize (Process_Blocking_IO : Boolean);
393    pragma Obsolescent
394      (Entity  => Initialize,
395       Message => "passing a parameter to Initialize is no longer supported");
396    --  Previous versions of GNAT.Sockets used to require the user to indicate
397    --  whether socket I/O was process- or thread-blocking on the platform.
398    --  This property is now determined automatically when the run-time library
399    --  is built. The old version of Initialize, taking a parameter, is kept
400    --  for compatibility reasons, but this interface is obsolete (and if the
401    --  value given is wrong, an exception will be raised at run time).
402    --  This is now a no-op (initialization and finalization are done
403    --  automatically).
404
405    procedure Finalize;
406    pragma Obsolescent
407      (Entity  => Finalize,
408       Message => "explicit finalization is no longer required");
409    --  After Finalize is called it is not possible to use any routines
410    --  exported in by this package. This procedure is idempotent.
411    --  This is now a no-op (initialization and finalization are done
412    --  automatically).
413
414    type Socket_Type is private;
415    --  Sockets are used to implement a reliable bi-directional point-to-point,
416    --  stream-based connections between hosts. No_Socket provides a special
417    --  value to denote uninitialized sockets.
418
419    No_Socket : constant Socket_Type;
420
421    type Selector_Type is limited private;
422    type Selector_Access is access all Selector_Type;
423    --  Selector objects are used to wait for i/o events to occur on sockets
424
425    --  Timeval_Duration is a subtype of Standard.Duration because the full
426    --  range of Standard.Duration cannot be represented in the equivalent C
427    --  structure. Moreover, negative values are not allowed to avoid system
428    --  incompatibilities.
429
430    Immediate : constant Duration := 0.0;
431
432    Timeval_Forever : constant := 2.0 ** (SOSC.SIZEOF_tv_sec * 8 - 1) - 1.0;
433    Forever         : constant Duration :=
434                        Duration'Min (Duration'Last, Timeval_Forever);
435
436    subtype Timeval_Duration is Duration range Immediate .. Forever;
437
438    subtype Selector_Duration is Timeval_Duration;
439    --  Timeout value for selector operations
440
441    type Selector_Status is (Completed, Expired, Aborted);
442    --  Completion status of a selector operation, indicated as follows:
443    --    Complete: one of the expected events occurred
444    --    Expired:  no event occurred before the expiration of the timeout
445    --    Aborted:  an external action cancelled the wait operation before
446    --              any event occurred.
447
448    Socket_Error : exception;
449    --  There is only one exception in this package to deal with an error during
450    --  a socket routine. Once raised, its message contains a string describing
451    --  the error code.
452
453    function Image (Socket : Socket_Type) return String;
454    --  Return a printable string for Socket
455
456    function To_C (Socket : Socket_Type) return Integer;
457    --  Return a file descriptor to be used by external subprograms. This is
458    --  useful for C functions that are not yet interfaced in this package.
459
460    type Family_Type is (Family_Inet, Family_Inet6);
461    --  Address family (or protocol family) identifies the communication domain
462    --  and groups protocols with similar address formats. IPv6 will soon be
463    --  supported.
464
465    type Mode_Type is (Socket_Stream, Socket_Datagram);
466    --  Stream sockets provide connection-oriented byte streams. Datagram
467    --  sockets support unreliable connectionless message based communication.
468
469    type Shutmode_Type is (Shut_Read, Shut_Write, Shut_Read_Write);
470    --  When a process closes a socket, the policy is to retain any data queued
471    --  until either a delivery or a timeout expiration (in this case, the data
472    --  are discarded). A finer control is available through shutdown. With
473    --  Shut_Read, no more data can be received from the socket. With_Write, no
474    --  more data can be transmitted. Neither transmission nor reception can be
475    --  performed with Shut_Read_Write.
476
477    type Port_Type is new Natural;
478    --  Classical port definition. No_Port provides a special value to
479    --  denote uninitialized port. Any_Port provides a special value
480    --  enabling all ports.
481
482    Any_Port : constant Port_Type;
483    No_Port  : constant Port_Type;
484
485    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is private;
486    --  An Internet address depends on an address family (IPv4 contains 4 octets
487    --  and IPv6 contains 16 octets). Any_Inet_Addr is a special value treated
488    --  like a wildcard enabling all addresses. No_Inet_Addr provides a special
489    --  value to denote uninitialized inet addresses.
490
491    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type;
492    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type;
493    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type;
494
495    type Sock_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
496       Addr : Inet_Addr_Type (Family);
497       Port : Port_Type;
498    end record;
499    --  Socket addresses fully define a socket connection with protocol family,
500    --  an Internet address and a port. No_Sock_Addr provides a special value
501    --  for uninitialized socket addresses.
502
503    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type;
504
505    function Image (Value : Inet_Addr_Type) return String;
506    --  Return an image of an Internet address. IPv4 notation consists in 4
507    --  octets in decimal format separated by dots. IPv6 notation consists in
508    --  16 octets in hexadecimal format separated by colons (and possibly
509    --  dots).
510
511    function Image (Value : Sock_Addr_Type) return String;
512    --  Return inet address image and port image separated by a colon
513
514    function Inet_Addr (Image : String) return Inet_Addr_Type;
515    --  Convert address image from numbers-and-dots notation into an
516    --  inet address.
517
518    --  Host entries provide complete information on a given host: the official
519    --  name, an array of alternative names or aliases and array of network
520    --  addresses.
521
522    type Host_Entry_Type
523      (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is private;
524
525    function Official_Name (E : Host_Entry_Type) return String;
526    --  Return official name in host entry
527
528    function Aliases_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
529    --  Return number of aliases in host entry
530
531    function Addresses_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
532    --  Return number of addresses in host entry
533
534    function Aliases
535      (E : Host_Entry_Type;
536       N : Positive := 1) return String;
537    --  Return N'th aliases in host entry. The first index is 1
538
539    function Addresses
540      (E : Host_Entry_Type;
541       N : Positive := 1) return Inet_Addr_Type;
542    --  Return N'th addresses in host entry. The first index is 1
543
544    Host_Error : exception;
545    --  Exception raised by the two following procedures. Once raised, its
546    --  message contains a string describing the error code. This exception is
547    --  raised when an host entry cannot be retrieved.
548
549    function Get_Host_By_Address
550      (Address : Inet_Addr_Type;
551       Family  : Family_Type := Family_Inet) return Host_Entry_Type;
552    --  Return host entry structure for the given Inet address. Note that no
553    --  result will be returned if there is no mapping of this IP address to a
554    --  host name in the system tables (host database, DNS or otherwise).
555
556    function Get_Host_By_Name
557      (Name : String) return Host_Entry_Type;
558    --  Return host entry structure for the given host name. Here name is
559    --  either a host name, or an IP address. If Name is an IP address, this
560    --  is equivalent to Get_Host_By_Address (Inet_Addr (Name)).
561
562    function Host_Name return String;
563    --  Return the name of the current host
564
565    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is private;
566    --  Service entries provide complete information on a given service: the
567    --  official name, an array of alternative names or aliases and the port
568    --  number.
569
570    function Official_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
571    --  Return official name in service entry
572
573    function Port_Number (S : Service_Entry_Type) return Port_Type;
574    --  Return port number in service entry
575
576    function Protocol_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
577    --  Return Protocol in service entry (usually UDP or TCP)
578
579    function Aliases_Length (S : Service_Entry_Type) return Natural;
580    --  Return number of aliases in service entry
581
582    function Aliases
583      (S : Service_Entry_Type;
584       N : Positive := 1) return String;
585    --  Return N'th aliases in service entry (the first index is 1)
586
587    function Get_Service_By_Name
588      (Name     : String;
589       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
590    --  Return service entry structure for the given service name
591
592    function Get_Service_By_Port
593      (Port     : Port_Type;
594       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
595    --  Return service entry structure for the given service port number
596
597    Service_Error : exception;
598    --  Comment required ???
599
600    --  Errors are described by an enumeration type. There is only one exception
601    --  Socket_Error in this package to deal with an error during a socket
602    --  routine. Once raised, its message contains the error code between
603    --  brackets and a string describing the error code.
604
605    --  The name of the enumeration constant documents the error condition
606    --  Note that on some platforms, a single error value is used for both
607    --  EWOULDBLOCK and EAGAIN. Both errors are therefore always reported as
608    --  Resource_Temporarily_Unavailable.
609
610    type Error_Type is
611      (Success,
612       Permission_Denied,
613       Address_Already_In_Use,
614       Cannot_Assign_Requested_Address,
615       Address_Family_Not_Supported_By_Protocol,
616       Operation_Already_In_Progress,
617       Bad_File_Descriptor,
618       Software_Caused_Connection_Abort,
619       Connection_Refused,
620       Connection_Reset_By_Peer,
621       Destination_Address_Required,
622       Bad_Address,
623       Host_Is_Down,
624       No_Route_To_Host,
625       Operation_Now_In_Progress,
626       Interrupted_System_Call,
627       Invalid_Argument,
628       Input_Output_Error,
629       Transport_Endpoint_Already_Connected,
630       Too_Many_Symbolic_Links,
631       Too_Many_Open_Files,
632       Message_Too_Long,
633       File_Name_Too_Long,
634       Network_Is_Down,
635       Network_Dropped_Connection_Because_Of_Reset,
636       Network_Is_Unreachable,
637       No_Buffer_Space_Available,
638       Protocol_Not_Available,
639       Transport_Endpoint_Not_Connected,
640       Socket_Operation_On_Non_Socket,
641       Operation_Not_Supported,
642       Protocol_Family_Not_Supported,
643       Protocol_Not_Supported,
644       Protocol_Wrong_Type_For_Socket,
645       Cannot_Send_After_Transport_Endpoint_Shutdown,
646       Socket_Type_Not_Supported,
647       Connection_Timed_Out,
648       Too_Many_References,
649       Resource_Temporarily_Unavailable,
650       Broken_Pipe,
651       Unknown_Host,
652       Host_Name_Lookup_Failure,
653       Non_Recoverable_Error,
654       Unknown_Server_Error,
655       Cannot_Resolve_Error);
656
657    --  Get_Socket_Options and Set_Socket_Options manipulate options associated
658    --  with a socket. Options may exist at multiple protocol levels in the
659    --  communication stack. Socket_Level is the uppermost socket level.
660
661    type Level_Type is (
662      Socket_Level,
663      IP_Protocol_For_IP_Level,
664      IP_Protocol_For_UDP_Level,
665      IP_Protocol_For_TCP_Level);
666
667    --  There are several options available to manipulate sockets. Each option
668    --  has a name and several values available. Most of the time, the value is
669    --  a boolean to enable or disable this option.
670
671    type Option_Name is (
672      Keep_Alive,          -- Enable sending of keep-alive messages
673      Reuse_Address,       -- Allow bind to reuse local address
674      Broadcast,           -- Enable datagram sockets to recv/send broadcasts
675      Send_Buffer,         -- Set/get the maximum socket send buffer in bytes
676      Receive_Buffer,      -- Set/get the maximum socket recv buffer in bytes
677      Linger,              -- Shutdown wait for msg to be sent or timeout occur
678      Error,               -- Get and clear the pending socket error
679      No_Delay,            -- Do not delay send to coalesce data (TCP_NODELAY)
680      Add_Membership,      -- Join a multicast group
681      Drop_Membership,     -- Leave a multicast group
682      Multicast_If,        -- Set default out interface for multicast packets
683      Multicast_TTL,       -- Set the time-to-live of sent multicast packets
684      Multicast_Loop,      -- Sent multicast packets are looped to local socket
685      Receive_Packet_Info, -- Receive low level packet info as ancillary data
686      Send_Timeout,        -- Set timeout value for output
687      Receive_Timeout);    -- Set timeout value for input
688
689    type Option_Type (Name : Option_Name := Keep_Alive) is record
690       case Name is
691          when Keep_Alive          |
692               Reuse_Address       |
693               Broadcast           |
694               Linger              |
695               No_Delay            |
696               Receive_Packet_Info |
697               Multicast_Loop      =>
698             Enabled : Boolean;
699
700             case Name is
701                when Linger    =>
702                   Seconds : Natural;
703                when others    =>
704                   null;
705             end case;
706
707          when Send_Buffer     |
708               Receive_Buffer  =>
709             Size : Natural;
710
711          when Error           =>
712             Error : Error_Type;
713
714          when Add_Membership  |
715               Drop_Membership =>
716             Multicast_Address : Inet_Addr_Type;
717             Local_Interface   : Inet_Addr_Type;
718
719          when Multicast_If    =>
720             Outgoing_If : Inet_Addr_Type;
721
722          when Multicast_TTL   =>
723             Time_To_Live : Natural;
724
725          when Send_Timeout |
726               Receive_Timeout =>
727             Timeout : Timeval_Duration;
728
729       end case;
730    end record;
731
732    --  There are several controls available to manipulate sockets. Each option
733    --  has a name and several values available. These controls differ from the
734    --  socket options in that they are not specific to sockets but are
735    --  available for any device.
736
737    type Request_Name is (
738       Non_Blocking_IO,  --  Cause a caller not to wait on blocking operations.
739       N_Bytes_To_Read); --  Return the number of bytes available to read
740
741    type Request_Type (Name : Request_Name := Non_Blocking_IO) is record
742       case Name is
743          when Non_Blocking_IO =>
744             Enabled : Boolean;
745
746          when N_Bytes_To_Read =>
747             Size : Natural;
748
749       end case;
750    end record;
751
752    --  A request flag allows to specify the type of message transmissions or
753    --  receptions. A request flag can be combination of zero or more
754    --  predefined request flags.
755
756    type Request_Flag_Type is private;
757
758    No_Request_Flag : constant Request_Flag_Type;
759    --  This flag corresponds to the normal execution of an operation
760
761    Process_Out_Of_Band_Data : constant Request_Flag_Type;
762    --  This flag requests that the receive or send function operates on
763    --  out-of-band data when the socket supports this notion (e.g.
764    --  Socket_Stream).
765
766    Peek_At_Incoming_Data : constant Request_Flag_Type;
767    --  This flag causes the receive operation to return data from the beginning
768    --  of the receive queue without removing that data from the queue. A
769    --  subsequent receive call will return the same data.
770
771    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type;
772    --  This flag requests that the operation block until the full request is
773    --  satisfied. However, the call may still return less data than requested
774    --  if a signal is caught, an error or disconnect occurs, or the next data
775    --  to be received is of a different type than that returned. Note that
776    --  this flag depends on support in the underlying sockets implementation,
777    --  and is not supported under Windows.
778
779    Send_End_Of_Record : constant Request_Flag_Type;
780    --  This flag indicates that the entire message has been sent and so this
781    --  terminates the record.
782
783    function "+" (L, R : Request_Flag_Type) return Request_Flag_Type;
784    --  Combine flag L with flag R
785
786    type Stream_Element_Reference is access all Ada.Streams.Stream_Element;
787
788    type Vector_Element is record
789       Base   : Stream_Element_Reference;
790       Length : Ada.Streams.Stream_Element_Count;
791    end record;
792
793    type Vector_Type is array (Integer range <>) of Vector_Element;
794
795    procedure Create_Socket
796      (Socket : out Socket_Type;
797       Family : Family_Type := Family_Inet;
798       Mode   : Mode_Type   := Socket_Stream);
799    --  Create an endpoint for communication. Raises Socket_Error on error
800
801    procedure Accept_Socket
802      (Server  : Socket_Type;
803       Socket  : out Socket_Type;
804       Address : out Sock_Addr_Type);
805    --  Extracts the first connection request on the queue of pending
806    --  connections, creates a new connected socket with mostly the same
807    --  properties as Server, and allocates a new socket. The returned Address
808    --  is filled in with the address of the connection. Raises Socket_Error on
809    --  error.
810
811    procedure Accept_Socket
812      (Server   : Socket_Type;
813       Socket   : out Socket_Type;
814       Address  : out Sock_Addr_Type;
815       Timeout  : Selector_Duration;
816       Selector : access Selector_Type := null;
817       Status   : out Selector_Status);
818    --  Accept a new connection on Server using Accept_Socket, waiting no longer
819    --  than the given timeout duration. Status is set to indicate whether the
820    --  operation completed successfully, timed out, or was aborted. If Selector
821    --  is not null, the designated selector is used to wait for the socket to
822    --  become available, else a private selector object is created by this
823    --  procedure and destroyed before it returns.
824
825    procedure Bind_Socket
826      (Socket  : Socket_Type;
827       Address : Sock_Addr_Type);
828    --  Once a socket is created, assign a local address to it. Raise
829    --  Socket_Error on error.
830
831    procedure Close_Socket (Socket : Socket_Type);
832    --  Close a socket and more specifically a non-connected socket
833
834    procedure Connect_Socket
835      (Socket : Socket_Type;
836       Server : Sock_Addr_Type);
837    --  Make a connection to another socket which has the address of Server.
838    --  Raises Socket_Error on error.
839
840    procedure Connect_Socket
841      (Socket   : Socket_Type;
842       Server   : Sock_Addr_Type;
843       Timeout  : Selector_Duration;
844       Selector : access Selector_Type := null;
845       Status   : out Selector_Status);
846    --  Connect Socket to the given Server address using Connect_Socket, waiting
847    --  no longer than the given timeout duration. Status is set to indicate
848    --  whether the operation completed successfully, timed out, or was aborted.
849    --  If Selector is not null, the designated selector is used to wait for the
850    --  socket to become available, else a private selector object is created
851    --  by this procedure and destroyed before it returns.
852
853    procedure Control_Socket
854      (Socket  : Socket_Type;
855       Request : in out Request_Type);
856    --  Obtain or set parameter values that control the socket. This control
857    --  differs from the socket options in that they are not specific to sockets
858    --  but are available for any device.
859
860    function Get_Peer_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
861    --  Return the peer or remote socket address of a socket. Raise
862    --  Socket_Error on error.
863
864    function Get_Socket_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
865    --  Return the local or current socket address of a socket. Return
866    --  No_Sock_Addr on error (e.g. socket closed or not locally bound).
867
868    function Get_Socket_Option
869      (Socket : Socket_Type;
870       Level  : Level_Type := Socket_Level;
871       Name   : Option_Name) return Option_Type;
872    --  Get the options associated with a socket. Raises Socket_Error on error
873
874    procedure Listen_Socket
875      (Socket : Socket_Type;
876       Length : Natural := 15);
877    --  To accept connections, a socket is first created with Create_Socket,
878    --  a willingness to accept incoming connections and a queue Length for
879    --  incoming connections are specified. Raise Socket_Error on error.
880    --  The queue length of 15 is an example value that should be appropriate
881    --  in usual cases. It can be adjusted according to each application's
882    --  particular requirements.
883
884    procedure Receive_Socket
885      (Socket : Socket_Type;
886       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
887       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
888       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
889    --  Receive message from Socket. Last is the index value such that Item
890    --  (Last) is the last character assigned. Note that Last is set to
891    --  Item'First - 1 when the socket has been closed by peer. This is not an
892    --  error and no exception is raised. Flags allows to control the
893    --  reception. Raise Socket_Error on error.
894
895    procedure Receive_Socket
896      (Socket : Socket_Type;
897       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
898       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
899       From   : out Sock_Addr_Type;
900       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
901    --  Receive message from Socket. If Socket is not connection-oriented, the
902    --  source address From of the message is filled in. Last is the index
903    --  value such that Item (Last) is the last character assigned. Flags
904    --  allows to control the reception. Raises Socket_Error on error.
905
906    procedure Receive_Vector
907      (Socket : Socket_Type;
908       Vector : Vector_Type;
909       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count);
910    --  Receive data from a socket and scatter it into the set of vector
911    --  elements Vector. Count is set to the count of received stream elements.
912
913    function Resolve_Exception
914      (Occurrence : Ada.Exceptions.Exception_Occurrence) return Error_Type;
915    --  When Socket_Error or Host_Error are raised, the exception message
916    --  contains the error code between brackets and a string describing the
917    --  error code. Resolve_Error extracts the error code from an exception
918    --  message and translate it into an enumeration value.
919
920    procedure Send_Socket
921      (Socket : Socket_Type;
922       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
923       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
924       To     : access Sock_Addr_Type;
925       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
926    pragma Inline (Send_Socket);
927    --  Transmit a message over a socket. For a datagram socket, the address is
928    --  given by To.all. For a stream socket, To must be null. Flags
929    --  allows to control the transmission. Raises Socket_Error on error.
930    --  Note: this subprogram is inlined because it is also used to implement
931    --  the two variants below.
932
933    procedure Send_Socket
934      (Socket : Socket_Type;
935       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
936       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
937       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
938    --  Transmit a message over a socket. Upon return, Last is set to the index
939    --  within Item of the last element transmitted. Flags allows to control
940    --  the transmission. Raises Socket_Error on any detected error condition.
941
942    procedure Send_Socket
943      (Socket : Socket_Type;
944       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
945       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
946       To     : Sock_Addr_Type;
947       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
948    --  Transmit a message over a datagram socket. The destination address is
949    --  To. Flags allows to control the transmission. Raises Socket_Error on
950    --  error.
951
952    procedure Send_Vector
953      (Socket : Socket_Type;
954       Vector : Vector_Type;
955       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count);
956    --  Transmit data gathered from the set of vector elements Vector to a
957    --  socket. Count is set to the count of transmitted stream elements.
958
959    procedure Set_Socket_Option
960      (Socket : Socket_Type;
961       Level  : Level_Type := Socket_Level;
962       Option : Option_Type);
963    --  Manipulate socket options. Raises Socket_Error on error
964
965    procedure Shutdown_Socket
966      (Socket : Socket_Type;
967       How    : Shutmode_Type := Shut_Read_Write);
968    --  Shutdown a connected socket. If How is Shut_Read, further receives will
969    --  be disallowed. If How is Shut_Write, further sends will be disallowed.
970    --  If how is Shut_Read_Write, further sends and receives will be
971    --  disallowed.
972
973    type Stream_Access is access all Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class;
974    --  Same interface as Ada.Streams.Stream_IO
975
976    function Stream (Socket : Socket_Type) return Stream_Access;
977    --  Create a stream associated with an already connected stream-based socket
978
979    function Stream
980      (Socket  : Socket_Type;
981       Send_To : Sock_Addr_Type) return Stream_Access;
982    --  Create a stream associated with an already bound datagram-based socket.
983    --  Send_To is the destination address to which messages are being sent.
984
985    function Get_Address
986      (Stream : not null Stream_Access) return Sock_Addr_Type;
987    --  Return the socket address from which the last message was received
988
989    procedure Free is new Ada.Unchecked_Deallocation
990      (Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class, Stream_Access);
991    --  Destroy a stream created by one of the Stream functions above,
992    --  releasing the corresponding resources. The user is responsible for
993    --  calling this subprogram when the stream is not needed anymore.
994
995    type Socket_Set_Type is limited private;
996    --  This type allows to manipulate sets of sockets. It allows to wait for
997    --  events on multiple endpoints at one time.
998    --  Note: This type used to contain a pointer to dynamically allocated
999    --  storage, but this is not the case anymore, and no special precautions
1000    --  are required to avoid memory leaks.
1001
1002    procedure Clear (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
1003    --  Remove Socket from Item
1004
1005    procedure Copy  (Source : Socket_Set_Type; Target : in out Socket_Set_Type);
1006    --  Copy Source into Target as Socket_Set_Type is limited private
1007
1008    procedure Empty (Item : in out Socket_Set_Type);
1009    --  Remove all Sockets from Item
1010
1011    procedure Get (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : out Socket_Type);
1012    --  Extract a Socket from socket set Item. Socket is set to
1013    --  No_Socket when the set is empty.
1014
1015    function Is_Empty (Item : Socket_Set_Type) return Boolean;
1016    --  Return True iff Item is empty
1017
1018    function Is_Set
1019      (Item   : Socket_Set_Type;
1020       Socket : Socket_Type) return Boolean;
1021    --  Return True iff Socket is present in Item
1022
1023    procedure Set (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
1024    --  Insert Socket into Item
1025
1026    function Image (Item : Socket_Set_Type) return String;
1027    --  Return a printable image of Item, for debugging purposes
1028
1029    --  The select(2) system call waits for events to occur on any of a set of
1030    --  file descriptors. Usually, three independent sets of descriptors are
1031    --  watched (read, write  and exception). A timeout gives an upper bound
1032    --  on the amount of time elapsed before select returns. This function
1033    --  blocks until an event occurs. On some platforms, the select(2) system
1034    --  can block the full process (not just the calling thread).
1035    --
1036    --  Check_Selector provides the very same behaviour. The only difference is
1037    --  that it does not watch for exception events. Note that on some
1038    --  platforms it is kept process blocking on purpose. The timeout parameter
1039    --  allows the user to have the behaviour he wants. Abort_Selector allows
1040    --  to safely abort a blocked Check_Selector call. A special socket
1041    --  is opened by Create_Selector and included in each call to
1042    --  Check_Selector. Abort_Selector causes an event to occur on this
1043    --  descriptor in order to unblock Check_Selector. Note that each call to
1044    --  Abort_Selector will cause exactly one call to Check_Selector to return
1045    --  with Aborted status. The special socket created by Create_Selector is
1046    --  closed when Close_Selector is called.
1047    --  A typical case where it is useful to abort a Check_Selector operation is
1048    --  the situation where a change to the monitored sockets set must be made.
1049
1050    procedure Create_Selector (Selector : out Selector_Type);
1051    --  Create a new selector
1052
1053    procedure Close_Selector (Selector : in out Selector_Type);
1054    --  Close Selector and all internal descriptors associated; deallocate any
1055    --  associated resources. This subprogram may be called only when there is
1056    --  no other task still using Selector (i.e. still executing Check_Selector
1057    --  or Abort_Selector on this Selector).
1058
1059    procedure Check_Selector
1060      (Selector     : in out Selector_Type;
1061       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1062       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1063       Status       : out Selector_Status;
1064       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
1065    --  Return when one Socket in R_Socket_Set has some data to be read or if
1066    --  one Socket in W_Socket_Set is ready to transmit some data. In these
1067    --  cases Status is set to Completed and sockets that are ready are set in
1068    --  R_Socket_Set or W_Socket_Set. Status is set to Expired if no socket was
1069    --  ready after a Timeout expiration. Status is set to Aborted if an abort
1070    --  signal has been received while checking socket status.
1071    --  Note that two different Socket_Set_Type objects must be passed as
1072    --  R_Socket_Set and W_Socket_Set (even if they denote the same set of
1073    --  Sockets), or some event may be lost.
1074    --  Socket_Error is raised when the select(2) system call returns an
1075    --  error condition, or when a read error occurs on the signalling socket
1076    --  used for the implementation of Abort_Selector.
1077
1078    procedure Check_Selector
1079      (Selector     : in out Selector_Type;
1080       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1081       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1082       E_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1083       Status       : out Selector_Status;
1084       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
1085    --  This refined version of Check_Selector allows watching for exception
1086    --  events (i.e. notifications of out-of-band transmission and reception).
1087    --  As above, all of R_Socket_Set, W_Socket_Set and E_Socket_Set must be
1088    --  different objects.
1089
1090    procedure Abort_Selector (Selector : Selector_Type);
1091    --  Send an abort signal to the selector
1092
1093    type Fd_Set is private;
1094    --  ??? This type must not be used directly, it needs to be visible because
1095    --  it is used in the visible part of GNAT.Sockets.Thin_Common. This is
1096    --  really an inversion of abstraction. The private part of GNAT.Sockets
1097    --  needs to have visibility on this type, but since Thin_Common is a child
1098    --  of Sockets, the type can't be declared there. The correct fix would
1099    --  be to move the thin sockets binding outside of GNAT.Sockets altogether,
1100    --  e.g. by renaming it to GNAT.Sockets_Thin.
1101
1102 private
1103
1104    type Socket_Type is new Integer;
1105    No_Socket : constant Socket_Type := -1;
1106
1107    type Selector_Type is limited record
1108       R_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1109       W_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1110       --  Signalling sockets used to abort a select operation
1111    end record;
1112
1113    pragma Volatile (Selector_Type);
1114
1115    type Fd_Set is
1116      new System.Storage_Elements.Storage_Array (1 .. SOSC.SIZEOF_fd_set);
1117    for Fd_Set'Alignment use Interfaces.C.long'Alignment;
1118    --  Set conservative alignment so that our Fd_Sets are always adequately
1119    --  aligned for the underlying data type (which is implementation defined
1120    --  and may be an array of C long integers).
1121
1122    type Fd_Set_Access is access all Fd_Set;
1123    pragma Convention (C, Fd_Set_Access);
1124    No_Fd_Set_Access : constant Fd_Set_Access := null;
1125
1126    type Socket_Set_Type is record
1127       Last : Socket_Type := No_Socket;
1128       Set  : aliased Fd_Set;
1129    end record;
1130
1131    subtype Inet_Addr_Comp_Type is Natural range 0 .. 255;
1132    --  Octet for Internet address
1133
1134    type Inet_Addr_VN_Type is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Comp_Type;
1135
1136    subtype Inet_Addr_V4_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 ..  4);
1137    subtype Inet_Addr_V6_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 .. 16);
1138
1139    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
1140       case Family is
1141          when Family_Inet =>
1142             Sin_V4 : Inet_Addr_V4_Type := (others => 0);
1143
1144          when Family_Inet6 =>
1145             Sin_V6 : Inet_Addr_V6_Type := (others => 0);
1146       end case;
1147    end record;
1148
1149    Any_Port : constant Port_Type := 0;
1150    No_Port  : constant Port_Type := 0;
1151
1152    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type :=
1153                            (Family_Inet, (others => 0));
1154    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type :=
1155                            (Family_Inet, (others => 0));
1156    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type :=
1157                            (Family_Inet, (others => 255));
1158
1159    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type := (Family_Inet, No_Inet_Addr, 0);
1160
1161    Max_Name_Length : constant := 64;
1162    --  The constant MAXHOSTNAMELEN is usually set to 64
1163
1164    subtype Name_Index is Natural range 1 .. Max_Name_Length;
1165
1166    type Name_Type
1167      (Length : Name_Index := Max_Name_Length)
1168    is record
1169       Name : String (1 .. Length);
1170    end record;
1171    --  We need fixed strings to avoid access types in host entry type
1172
1173    type Name_Array is array (Natural range <>) of Name_Type;
1174    type Inet_Addr_Array is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Type;
1175
1176    type Host_Entry_Type (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is record
1177       Official  : Name_Type;
1178       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1179       Addresses : Inet_Addr_Array (1 .. Addresses_Length);
1180    end record;
1181
1182    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is record
1183       Official  : Name_Type;
1184       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1185       Port      : Port_Type;
1186       Protocol  : Name_Type;
1187    end record;
1188
1189    type Request_Flag_Type is mod 2 ** 8;
1190    No_Request_Flag           : constant Request_Flag_Type := 0;
1191    Process_Out_Of_Band_Data  : constant Request_Flag_Type := 1;
1192    Peek_At_Incoming_Data     : constant Request_Flag_Type := 2;
1193    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type := 4;
1194    Send_End_Of_Record        : constant Request_Flag_Type := 8;
1195
1196 end GNAT.Sockets;