OSDN Git Service

2009-04-08 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    --  Initialize must be called before using any other socket routines.
383    --  Note that this operation is a no-op on UNIX platforms, but applications
384    --  should make sure to call it if portability is expected: some platforms
385    --  (such as Windows) require initialization before any socket operation.
386
387    procedure Initialize (Process_Blocking_IO : Boolean);
388    pragma Obsolescent
389      (Entity => Initialize,
390       "passing a parameter to Initialize is not supported anymore");
391    --  Previous versions of GNAT.Sockets used to require the user to indicate
392    --  whether socket I/O was process- or thread-blocking on the platform.
393    --  This property is now determined automatically when the run-time library
394    --  is built. The old version of Initialize, taking a parameter, is kept
395    --  for compatibility reasons, but this interface is obsolete (and if the
396    --  value given is wrong, an exception will be raised at run time).
397
398    procedure Finalize;
399    --  After Finalize is called it is not possible to use any routines
400    --  exported in by this package. This procedure is idempotent.
401
402    type Socket_Type is private;
403    --  Sockets are used to implement a reliable bi-directional point-to-point,
404    --  stream-based connections between hosts. No_Socket provides a special
405    --  value to denote uninitialized sockets.
406
407    No_Socket : constant Socket_Type;
408
409    type Selector_Type is limited private;
410    type Selector_Access is access all Selector_Type;
411    --  Selector objects are used to wait for i/o events to occur on sockets
412
413    --  Timeval_Duration is a subtype of Standard.Duration because the full
414    --  range of Standard.Duration cannot be represented in the equivalent C
415    --  structure. Moreover, negative values are not allowed to avoid system
416    --  incompatibilities.
417
418    Immediate : constant Duration := 0.0;
419
420    Timeval_Forever : constant := 2.0 ** (SOSC.SIZEOF_tv_sec * 8 - 1) - 1.0;
421    Forever         : constant Duration :=
422                        Duration'Min (Duration'Last, Timeval_Forever);
423
424    subtype Timeval_Duration is Duration range Immediate .. Forever;
425
426    subtype Selector_Duration is Timeval_Duration;
427    --  Timeout value for selector operations
428
429    type Selector_Status is (Completed, Expired, Aborted);
430    --  Completion status of a selector operation, indicated as follows:
431    --    Complete: one of the expected events occurred
432    --    Expired:  no event occurred before the expiration of the timeout
433    --    Aborted:  an external action cancelled the wait operation before
434    --              any event occurred.
435
436    Socket_Error : exception;
437    --  There is only one exception in this package to deal with an error during
438    --  a socket routine. Once raised, its message contains a string describing
439    --  the error code.
440
441    function Image (Socket : Socket_Type) return String;
442    --  Return a printable string for Socket
443
444    function To_C (Socket : Socket_Type) return Integer;
445    --  Return a file descriptor to be used by external subprograms. This is
446    --  useful for C functions that are not yet interfaced in this package.
447
448    type Family_Type is (Family_Inet, Family_Inet6);
449    --  Address family (or protocol family) identifies the communication domain
450    --  and groups protocols with similar address formats. IPv6 will soon be
451    --  supported.
452
453    type Mode_Type is (Socket_Stream, Socket_Datagram);
454    --  Stream sockets provide connection-oriented byte streams. Datagram
455    --  sockets support unreliable connectionless message based communication.
456
457    type Shutmode_Type is (Shut_Read, Shut_Write, Shut_Read_Write);
458    --  When a process closes a socket, the policy is to retain any data queued
459    --  until either a delivery or a timeout expiration (in this case, the data
460    --  are discarded). A finer control is available through shutdown. With
461    --  Shut_Read, no more data can be received from the socket. With_Write, no
462    --  more data can be transmitted. Neither transmission nor reception can be
463    --  performed with Shut_Read_Write.
464
465    type Port_Type is new Natural;
466    --  Classical port definition. No_Port provides a special value to
467    --  denote uninitialized port. Any_Port provides a special value
468    --  enabling all ports.
469
470    Any_Port : constant Port_Type;
471    No_Port  : constant Port_Type;
472
473    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is private;
474    --  An Internet address depends on an address family (IPv4 contains 4 octets
475    --  and IPv6 contains 16 octets). Any_Inet_Addr is a special value treated
476    --  like a wildcard enabling all addresses. No_Inet_Addr provides a special
477    --  value to denote uninitialized inet addresses.
478
479    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type;
480    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type;
481    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type;
482
483    type Sock_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
484       Addr : Inet_Addr_Type (Family);
485       Port : Port_Type;
486    end record;
487    --  Socket addresses fully define a socket connection with protocol family,
488    --  an Internet address and a port. No_Sock_Addr provides a special value
489    --  for uninitialized socket addresses.
490
491    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type;
492
493    function Image (Value : Inet_Addr_Type) return String;
494    --  Return an image of an Internet address. IPv4 notation consists in 4
495    --  octets in decimal format separated by dots. IPv6 notation consists in
496    --  16 octets in hexadecimal format separated by colons (and possibly
497    --  dots).
498
499    function Image (Value : Sock_Addr_Type) return String;
500    --  Return inet address image and port image separated by a colon
501
502    function Inet_Addr (Image : String) return Inet_Addr_Type;
503    --  Convert address image from numbers-and-dots notation into an
504    --  inet address.
505
506    --  Host entries provide complete information on a given host: the official
507    --  name, an array of alternative names or aliases and array of network
508    --  addresses.
509
510    type Host_Entry_Type
511      (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is private;
512
513    function Official_Name (E : Host_Entry_Type) return String;
514    --  Return official name in host entry
515
516    function Aliases_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
517    --  Return number of aliases in host entry
518
519    function Addresses_Length (E : Host_Entry_Type) return Natural;
520    --  Return number of addresses in host entry
521
522    function Aliases
523      (E : Host_Entry_Type;
524       N : Positive := 1) return String;
525    --  Return N'th aliases in host entry. The first index is 1
526
527    function Addresses
528      (E : Host_Entry_Type;
529       N : Positive := 1) return Inet_Addr_Type;
530    --  Return N'th addresses in host entry. The first index is 1
531
532    Host_Error : exception;
533    --  Exception raised by the two following procedures. Once raised, its
534    --  message contains a string describing the error code. This exception is
535    --  raised when an host entry cannot be retrieved.
536
537    function Get_Host_By_Address
538      (Address : Inet_Addr_Type;
539       Family  : Family_Type := Family_Inet) return Host_Entry_Type;
540    --  Return host entry structure for the given Inet address. Note that no
541    --  result will be returned if there is no mapping of this IP address to a
542    --  host name in the system tables (host database, DNS or otherwise).
543
544    function Get_Host_By_Name
545      (Name : String) return Host_Entry_Type;
546    --  Return host entry structure for the given host name. Here name is
547    --  either a host name, or an IP address. If Name is an IP address, this
548    --  is equivalent to Get_Host_By_Address (Inet_Addr (Name)).
549
550    function Host_Name return String;
551    --  Return the name of the current host
552
553    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is private;
554    --  Service entries provide complete information on a given service: the
555    --  official name, an array of alternative names or aliases and the port
556    --  number.
557
558    function Official_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
559    --  Return official name in service entry
560
561    function Port_Number (S : Service_Entry_Type) return Port_Type;
562    --  Return port number in service entry
563
564    function Protocol_Name (S : Service_Entry_Type) return String;
565    --  Return Protocol in service entry (usually UDP or TCP)
566
567    function Aliases_Length (S : Service_Entry_Type) return Natural;
568    --  Return number of aliases in service entry
569
570    function Aliases
571      (S : Service_Entry_Type;
572       N : Positive := 1) return String;
573    --  Return N'th aliases in service entry (the first index is 1)
574
575    function Get_Service_By_Name
576      (Name     : String;
577       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
578    --  Return service entry structure for the given service name
579
580    function Get_Service_By_Port
581      (Port     : Port_Type;
582       Protocol : String) return Service_Entry_Type;
583    --  Return service entry structure for the given service port number
584
585    Service_Error : exception;
586    --  Comment required ???
587
588    --  Errors are described by an enumeration type. There is only one exception
589    --  Socket_Error in this package to deal with an error during a socket
590    --  routine. Once raised, its message contains the error code between
591    --  brackets and a string describing the error code.
592
593    --  The name of the enumeration constant documents the error condition
594
595    type Error_Type is
596      (Success,
597       Permission_Denied,
598       Address_Already_In_Use,
599       Cannot_Assign_Requested_Address,
600       Address_Family_Not_Supported_By_Protocol,
601       Operation_Already_In_Progress,
602       Bad_File_Descriptor,
603       Software_Caused_Connection_Abort,
604       Connection_Refused,
605       Connection_Reset_By_Peer,
606       Destination_Address_Required,
607       Bad_Address,
608       Host_Is_Down,
609       No_Route_To_Host,
610       Operation_Now_In_Progress,
611       Interrupted_System_Call,
612       Invalid_Argument,
613       Input_Output_Error,
614       Transport_Endpoint_Already_Connected,
615       Too_Many_Symbolic_Links,
616       Too_Many_Open_Files,
617       Message_Too_Long,
618       File_Name_Too_Long,
619       Network_Is_Down,
620       Network_Dropped_Connection_Because_Of_Reset,
621       Network_Is_Unreachable,
622       No_Buffer_Space_Available,
623       Protocol_Not_Available,
624       Transport_Endpoint_Not_Connected,
625       Socket_Operation_On_Non_Socket,
626       Operation_Not_Supported,
627       Protocol_Family_Not_Supported,
628       Protocol_Not_Supported,
629       Protocol_Wrong_Type_For_Socket,
630       Cannot_Send_After_Transport_Endpoint_Shutdown,
631       Socket_Type_Not_Supported,
632       Connection_Timed_Out,
633       Too_Many_References,
634       Resource_Temporarily_Unavailable,
635       Unknown_Host,
636       Host_Name_Lookup_Failure,
637       Non_Recoverable_Error,
638       Unknown_Server_Error,
639       Cannot_Resolve_Error);
640
641    --  Get_Socket_Options and Set_Socket_Options manipulate options associated
642    --  with a socket. Options may exist at multiple protocol levels in the
643    --  communication stack. Socket_Level is the uppermost socket level.
644
645    type Level_Type is (
646      Socket_Level,
647      IP_Protocol_For_IP_Level,
648      IP_Protocol_For_UDP_Level,
649      IP_Protocol_For_TCP_Level);
650
651    --  There are several options available to manipulate sockets. Each option
652    --  has a name and several values available. Most of the time, the value is
653    --  a boolean to enable or disable this option.
654
655    type Option_Name is (
656      Keep_Alive,          -- Enable sending of keep-alive messages
657      Reuse_Address,       -- Allow bind to reuse local address
658      Broadcast,           -- Enable datagram sockets to recv/send broadcasts
659      Send_Buffer,         -- Set/get the maximum socket send buffer in bytes
660      Receive_Buffer,      -- Set/get the maximum socket recv buffer in bytes
661      Linger,              -- Shutdown wait for msg to be sent or timeout occur
662      Error,               -- Get and clear the pending socket error
663      No_Delay,            -- Do not delay send to coalesce data (TCP_NODELAY)
664      Add_Membership,      -- Join a multicast group
665      Drop_Membership,     -- Leave a multicast group
666      Multicast_If,        -- Set default out interface for multicast packets
667      Multicast_TTL,       -- Set the time-to-live of sent multicast packets
668      Multicast_Loop,      -- Sent multicast packets are looped to local socket
669      Receive_Packet_Info, -- Receive low level packet info as ancillary data
670      Send_Timeout,        -- Set timeout value for output
671      Receive_Timeout);    -- Set timeout value for input
672
673    type Option_Type (Name : Option_Name := Keep_Alive) is record
674       case Name is
675          when Keep_Alive          |
676               Reuse_Address       |
677               Broadcast           |
678               Linger              |
679               No_Delay            |
680               Receive_Packet_Info |
681               Multicast_Loop      =>
682             Enabled : Boolean;
683
684             case Name is
685                when Linger    =>
686                   Seconds : Natural;
687                when others    =>
688                   null;
689             end case;
690
691          when Send_Buffer     |
692               Receive_Buffer  =>
693             Size : Natural;
694
695          when Error           =>
696             Error : Error_Type;
697
698          when Add_Membership  |
699               Drop_Membership =>
700             Multicast_Address : Inet_Addr_Type;
701             Local_Interface   : Inet_Addr_Type;
702
703          when Multicast_If    =>
704             Outgoing_If : Inet_Addr_Type;
705
706          when Multicast_TTL   =>
707             Time_To_Live : Natural;
708
709          when Send_Timeout |
710               Receive_Timeout =>
711             Timeout : Timeval_Duration;
712
713       end case;
714    end record;
715
716    --  There are several controls available to manipulate sockets. Each option
717    --  has a name and several values available. These controls differ from the
718    --  socket options in that they are not specific to sockets but are
719    --  available for any device.
720
721    type Request_Name is (
722       Non_Blocking_IO,  --  Cause a caller not to wait on blocking operations.
723       N_Bytes_To_Read); --  Return the number of bytes available to read
724
725    type Request_Type (Name : Request_Name := Non_Blocking_IO) is record
726       case Name is
727          when Non_Blocking_IO =>
728             Enabled : Boolean;
729
730          when N_Bytes_To_Read =>
731             Size : Natural;
732
733       end case;
734    end record;
735
736    --  A request flag allows to specify the type of message transmissions or
737    --  receptions. A request flag can be combination of zero or more
738    --  predefined request flags.
739
740    type Request_Flag_Type is private;
741
742    No_Request_Flag : constant Request_Flag_Type;
743    --  This flag corresponds to the normal execution of an operation
744
745    Process_Out_Of_Band_Data : constant Request_Flag_Type;
746    --  This flag requests that the receive or send function operates on
747    --  out-of-band data when the socket supports this notion (e.g.
748    --  Socket_Stream).
749
750    Peek_At_Incoming_Data : constant Request_Flag_Type;
751    --  This flag causes the receive operation to return data from the beginning
752    --  of the receive queue without removing that data from the queue. A
753    --  subsequent receive call will return the same data.
754
755    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type;
756    --  This flag requests that the operation block until the full request is
757    --  satisfied. However, the call may still return less data than requested
758    --  if a signal is caught, an error or disconnect occurs, or the next data
759    --  to be received is of a different type than that returned. Note that
760    --  this flag depends on support in the underlying sockets implementation,
761    --  and is not supported under Windows.
762
763    Send_End_Of_Record : constant Request_Flag_Type;
764    --  This flag indicates that the entire message has been sent and so this
765    --  terminates the record.
766
767    function "+" (L, R : Request_Flag_Type) return Request_Flag_Type;
768    --  Combine flag L with flag R
769
770    type Stream_Element_Reference is access all Ada.Streams.Stream_Element;
771
772    type Vector_Element is record
773       Base   : Stream_Element_Reference;
774       Length : Ada.Streams.Stream_Element_Count;
775    end record;
776
777    type Vector_Type is array (Integer range <>) of Vector_Element;
778
779    procedure Create_Socket
780      (Socket : out Socket_Type;
781       Family : Family_Type := Family_Inet;
782       Mode   : Mode_Type   := Socket_Stream);
783    --  Create an endpoint for communication. Raises Socket_Error on error
784
785    procedure Accept_Socket
786      (Server  : Socket_Type;
787       Socket  : out Socket_Type;
788       Address : out Sock_Addr_Type);
789    --  Extracts the first connection request on the queue of pending
790    --  connections, creates a new connected socket with mostly the same
791    --  properties as Server, and allocates a new socket. The returned Address
792    --  is filled in with the address of the connection. Raises Socket_Error on
793    --  error.
794
795    procedure Accept_Socket
796      (Server   : Socket_Type;
797       Socket   : out Socket_Type;
798       Address  : out Sock_Addr_Type;
799       Timeout  : Selector_Duration;
800       Selector : access Selector_Type := null;
801       Status   : out Selector_Status);
802    --  Accept a new connection on Server using Accept_Socket, waiting no longer
803    --  than the given timeout duration. Status is set to indicate whether the
804    --  operation completed successfully, timed out, or was aborted. If Selector
805    --  is not null, the designated selector is used to wait for the socket to
806    --  become available, else a private selector object is created by this
807    --  procedure and destroyed before it returns.
808
809    procedure Bind_Socket
810      (Socket  : Socket_Type;
811       Address : Sock_Addr_Type);
812    --  Once a socket is created, assign a local address to it. Raise
813    --  Socket_Error on error.
814
815    procedure Close_Socket (Socket : Socket_Type);
816    --  Close a socket and more specifically a non-connected socket
817
818    procedure Connect_Socket
819      (Socket : Socket_Type;
820       Server : Sock_Addr_Type);
821    --  Make a connection to another socket which has the address of Server.
822    --  Raises Socket_Error on error.
823
824    procedure Connect_Socket
825      (Socket   : Socket_Type;
826       Server   : Sock_Addr_Type;
827       Timeout  : Selector_Duration;
828       Selector : access Selector_Type := null;
829       Status   : out Selector_Status);
830    --  Connect Socket to the given Server address using Connect_Socket, waiting
831    --  no longer than the given timeout duration. Status is set to indicate
832    --  whether the operation completed successfully, timed out, or was aborted.
833    --  If Selector is not null, the designated selector is used to wait for the
834    --  socket to become available, else a private selector object is created
835    --  by this procedure and destroyed before it returns.
836
837    procedure Control_Socket
838      (Socket  : Socket_Type;
839       Request : in out Request_Type);
840    --  Obtain or set parameter values that control the socket. This control
841    --  differs from the socket options in that they are not specific to sockets
842    --  but are available for any device.
843
844    function Get_Peer_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
845    --  Return the peer or remote socket address of a socket. Raise
846    --  Socket_Error on error.
847
848    function Get_Socket_Name (Socket : Socket_Type) return Sock_Addr_Type;
849    --  Return the local or current socket address of a socket. Return
850    --  No_Sock_Addr on error (e.g. socket closed or not locally bound).
851
852    function Get_Socket_Option
853      (Socket : Socket_Type;
854       Level  : Level_Type := Socket_Level;
855       Name   : Option_Name) return Option_Type;
856    --  Get the options associated with a socket. Raises Socket_Error on error
857
858    procedure Listen_Socket
859      (Socket : Socket_Type;
860       Length : Natural := 15);
861    --  To accept connections, a socket is first created with Create_Socket,
862    --  a willingness to accept incoming connections and a queue Length for
863    --  incoming connections are specified. Raise Socket_Error on error.
864    --  The queue length of 15 is an example value that should be appropriate
865    --  in usual cases. It can be adjusted according to each application's
866    --  particular requirements.
867
868    procedure Receive_Socket
869      (Socket : Socket_Type;
870       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
871       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
872       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
873    --  Receive message from Socket. Last is the index value such that Item
874    --  (Last) is the last character assigned. Note that Last is set to
875    --  Item'First - 1 when the socket has been closed by peer. This is not an
876    --  error and no exception is raised. Flags allows to control the
877    --  reception. Raise Socket_Error on error.
878
879    procedure Receive_Socket
880      (Socket : Socket_Type;
881       Item   : out Ada.Streams.Stream_Element_Array;
882       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
883       From   : out Sock_Addr_Type;
884       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
885    --  Receive message from Socket. If Socket is not connection-oriented, the
886    --  source address From of the message is filled in. Last is the index
887    --  value such that Item (Last) is the last character assigned. Flags
888    --  allows to control the reception. Raises Socket_Error on error.
889
890    procedure Receive_Vector
891      (Socket : Socket_Type;
892       Vector : Vector_Type;
893       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count);
894    --  Receive data from a socket and scatter it into the set of vector
895    --  elements Vector. Count is set to the count of received stream elements.
896
897    function Resolve_Exception
898      (Occurrence : Ada.Exceptions.Exception_Occurrence) return Error_Type;
899    --  When Socket_Error or Host_Error are raised, the exception message
900    --  contains the error code between brackets and a string describing the
901    --  error code. Resolve_Error extracts the error code from an exception
902    --  message and translate it into an enumeration value.
903
904    procedure Send_Socket
905      (Socket : Socket_Type;
906       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
907       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
908       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
909    --  Transmit a message to another socket. Note that Last is set to
910    --  Item'First-1 when socket has been closed by peer. This is not
911    --  considered an error and no exception is raised. Flags allows to control
912    --  the transmission. Raises Socket_Error on any other error condition.
913
914    procedure Send_Socket
915      (Socket : Socket_Type;
916       Item   : Ada.Streams.Stream_Element_Array;
917       Last   : out Ada.Streams.Stream_Element_Offset;
918       To     : Sock_Addr_Type;
919       Flags  : Request_Flag_Type := No_Request_Flag);
920    --  Transmit a message to another socket. The address is given by To. Flags
921    --  allows to control the transmission. Raises Socket_Error on error.
922
923    procedure Send_Vector
924      (Socket : Socket_Type;
925       Vector : Vector_Type;
926       Count  : out Ada.Streams.Stream_Element_Count);
927    --  Transmit data gathered from the set of vector elements Vector to a
928    --  socket. Count is set to the count of transmitted stream elements.
929
930    procedure Set_Socket_Option
931      (Socket : Socket_Type;
932       Level  : Level_Type := Socket_Level;
933       Option : Option_Type);
934    --  Manipulate socket options. Raises Socket_Error on error
935
936    procedure Shutdown_Socket
937      (Socket : Socket_Type;
938       How    : Shutmode_Type := Shut_Read_Write);
939    --  Shutdown a connected socket. If How is Shut_Read, further receives will
940    --  be disallowed. If How is Shut_Write, further sends will be disallowed.
941    --  If how is Shut_Read_Write, further sends and receives will be
942    --  disallowed.
943
944    type Stream_Access is access all Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class;
945    --  Same interface as Ada.Streams.Stream_IO
946
947    function Stream (Socket : Socket_Type) return Stream_Access;
948    --  Create a stream associated with a stream-based socket that is
949    --  already connected.
950
951    function Stream
952      (Socket  : Socket_Type;
953       Send_To : Sock_Addr_Type) return Stream_Access;
954    --  Create a stream associated with a datagram-based socket that is already
955    --  bound. Send_To is the socket address to which messages are being sent.
956
957    function Get_Address
958      (Stream : not null Stream_Access) return Sock_Addr_Type;
959    --  Return the socket address from which the last message was received
960
961    procedure Free is new Ada.Unchecked_Deallocation
962      (Ada.Streams.Root_Stream_Type'Class, Stream_Access);
963    --  Destroy a stream created by one of the Stream functions above,
964    --  releasing the corresponding resources. The user is responsible for
965    --  calling this subprogram when the stream is not needed anymore.
966
967    type Socket_Set_Type is limited private;
968    --  This type allows to manipulate sets of sockets. It allows to wait for
969    --  events on multiple endpoints at one time. This type used to contain
970    --  a pointer to dynamically allocated storage, but this is not the case
971    --  anymore, and no special precautions are required to avoid memory leaks.
972
973    procedure Clear (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
974    --  Remove Socket from Item
975
976    procedure Copy  (Source : Socket_Set_Type; Target : in out Socket_Set_Type);
977    --  Copy Source into Target as Socket_Set_Type is limited private
978
979    procedure Empty (Item : in out Socket_Set_Type);
980    --  Remove all Sockets from Item
981
982    procedure Get (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : out Socket_Type);
983    --  Extract a Socket from socket set Item. Socket is set to
984    --  No_Socket when the set is empty.
985
986    function Is_Empty (Item : Socket_Set_Type) return Boolean;
987    --  Return True iff Item is empty
988
989    function Is_Set
990      (Item   : Socket_Set_Type;
991       Socket : Socket_Type) return Boolean;
992    --  Return True iff Socket is present in Item
993
994    procedure Set (Item : in out Socket_Set_Type; Socket : Socket_Type);
995    --  Insert Socket into Item
996
997    function Image (Item : Socket_Set_Type) return String;
998    --  Return a printable image of Item, for debugging purposes
999
1000    --  The select(2) system call waits for events to occur on any of a set of
1001    --  file descriptors. Usually, three independent sets of descriptors are
1002    --  watched (read, write  and exception). A timeout gives an upper bound
1003    --  on the amount of time elapsed before select returns. This function
1004    --  blocks until an event occurs. On some platforms, the select(2) system
1005    --  can block the full process (not just the calling thread).
1006    --
1007    --  Check_Selector provides the very same behaviour. The only difference is
1008    --  that it does not watch for exception events. Note that on some
1009    --  platforms it is kept process blocking on purpose. The timeout parameter
1010    --  allows the user to have the behaviour he wants. Abort_Selector allows
1011    --  to abort safely a Check_Selector that is blocked forever. A special
1012    --  file descriptor is opened by Create_Selector and included in each call
1013    --  to Check_Selector. Abort_Selector causes an event to occur on this
1014    --  descriptor in order to unblock Check_Selector. The user must call
1015    --  Close_Selector to discard this special file. A reason to abort a select
1016    --  operation is typically to add a socket in one of the socket sets when
1017    --  the timeout is set to forever.
1018
1019    procedure Create_Selector (Selector : out Selector_Type);
1020    --  Create a new selector
1021
1022    procedure Close_Selector (Selector : in out Selector_Type);
1023    --  Close Selector and all internal descriptors associated; deallocate any
1024    --  associated resources. This subprogram may be called only when there is
1025    --  no other task still using Selector (i.e. still executing Check_Selector
1026    --  or Abort_Selector on this Selector).
1027
1028    procedure Check_Selector
1029      (Selector     : in out Selector_Type;
1030       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1031       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1032       Status       : out Selector_Status;
1033       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
1034    --  Return when one Socket in R_Socket_Set has some data to be read or if
1035    --  one Socket in W_Socket_Set is ready to transmit some data. In these
1036    --  cases Status is set to Completed and sockets that are ready are set in
1037    --  R_Socket_Set or W_Socket_Set. Status is set to Expired if no socket was
1038    --  ready after a Timeout expiration. Status is set to Aborted if an abort
1039    --  signal has been received while checking socket status.
1040    --  Note that two different Socket_Set_Type objects must be passed as
1041    --  R_Socket_Set and W_Socket_Set (even if they denote the same set of
1042    --  Sockets), or some event may be lost.
1043    --  Socket_Error is raised when the select(2) system call returns an
1044    --  error condition, or when a read error occurs on the signalling socket
1045    --  used for the implementation of Abort_Selector.
1046
1047    procedure Check_Selector
1048      (Selector     : in out Selector_Type;
1049       R_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1050       W_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1051       E_Socket_Set : in out Socket_Set_Type;
1052       Status       : out Selector_Status;
1053       Timeout      : Selector_Duration := Forever);
1054    --  This refined version of Check_Selector allows to watch for exception
1055    --  events (that is notifications of out-of-band transmission and
1056    --  reception). As above, all of R_Socket_Set, W_Socket_Set and
1057    --  E_Socket_Set must be different objects.
1058
1059    procedure Abort_Selector (Selector : Selector_Type);
1060    --  Send an abort signal to the selector
1061
1062    type Fd_Set is private;
1063    --  ??? This type must not be used directly, it needs to be visible because
1064    --  it is used in the visible part of GNAT.Sockets.Thin_Common. This is
1065    --  really an inversion of abstraction. The private part of GNAT.Sockets
1066    --  needs to have visibility on this type, but since Thin_Common is a child
1067    --  of Sockets, the type can't be declared there. The correct fix would
1068    --  be to move the thin sockets binding outside of GNAT.Sockets altogether,
1069    --  e.g. by renaming it to GNAT.Sockets_Thin.
1070
1071 private
1072
1073    type Socket_Type is new Integer;
1074    No_Socket : constant Socket_Type := -1;
1075
1076    type Selector_Type is limited record
1077       R_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1078       W_Sig_Socket : Socket_Type := No_Socket;
1079       --  Signalling sockets used to abort a select operation
1080    end record;
1081
1082    pragma Volatile (Selector_Type);
1083
1084    type Fd_Set is
1085      new System.Storage_Elements.Storage_Array (1 .. SOSC.SIZEOF_fd_set);
1086    for Fd_Set'Alignment use Interfaces.C.int'Alignment;
1087
1088    type Fd_Set_Access is access all Fd_Set;
1089    pragma Convention (C, Fd_Set_Access);
1090    No_Fd_Set_Access : constant Fd_Set_Access := null;
1091
1092    type Socket_Set_Type is record
1093       Last : Socket_Type := No_Socket;
1094       Set  : aliased Fd_Set;
1095    end record;
1096
1097    subtype Inet_Addr_Comp_Type is Natural range 0 .. 255;
1098    --  Octet for Internet address
1099
1100    type Inet_Addr_VN_Type is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Comp_Type;
1101
1102    subtype Inet_Addr_V4_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 ..  4);
1103    subtype Inet_Addr_V6_Type is Inet_Addr_VN_Type (1 .. 16);
1104
1105    type Inet_Addr_Type (Family : Family_Type := Family_Inet) is record
1106       case Family is
1107          when Family_Inet =>
1108             Sin_V4 : Inet_Addr_V4_Type := (others => 0);
1109
1110          when Family_Inet6 =>
1111             Sin_V6 : Inet_Addr_V6_Type := (others => 0);
1112       end case;
1113    end record;
1114
1115    Any_Port : constant Port_Type := 0;
1116    No_Port  : constant Port_Type := 0;
1117
1118    Any_Inet_Addr       : constant Inet_Addr_Type :=
1119                            (Family_Inet, (others => 0));
1120    No_Inet_Addr        : constant Inet_Addr_Type :=
1121                            (Family_Inet, (others => 0));
1122    Broadcast_Inet_Addr : constant Inet_Addr_Type :=
1123                            (Family_Inet, (others => 255));
1124
1125    No_Sock_Addr : constant Sock_Addr_Type := (Family_Inet, No_Inet_Addr, 0);
1126
1127    Max_Name_Length : constant := 64;
1128    --  The constant MAXHOSTNAMELEN is usually set to 64
1129
1130    subtype Name_Index is Natural range 1 .. Max_Name_Length;
1131
1132    type Name_Type
1133      (Length : Name_Index := Max_Name_Length)
1134    is record
1135       Name : String (1 .. Length);
1136    end record;
1137    --  We need fixed strings to avoid access types in host entry type
1138
1139    type Name_Array is array (Natural range <>) of Name_Type;
1140    type Inet_Addr_Array is array (Natural range <>) of Inet_Addr_Type;
1141
1142    type Host_Entry_Type (Aliases_Length, Addresses_Length : Natural) is record
1143       Official  : Name_Type;
1144       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1145       Addresses : Inet_Addr_Array (1 .. Addresses_Length);
1146    end record;
1147
1148    type Service_Entry_Type (Aliases_Length : Natural) is record
1149       Official  : Name_Type;
1150       Aliases   : Name_Array (1 .. Aliases_Length);
1151       Port      : Port_Type;
1152       Protocol  : Name_Type;
1153    end record;
1154
1155    type Request_Flag_Type is mod 2 ** 8;
1156    No_Request_Flag           : constant Request_Flag_Type := 0;
1157    Process_Out_Of_Band_Data  : constant Request_Flag_Type := 1;
1158    Peek_At_Incoming_Data     : constant Request_Flag_Type := 2;
1159    Wait_For_A_Full_Reception : constant Request_Flag_Type := 4;
1160    Send_End_Of_Record        : constant Request_Flag_Type := 8;
1161
1162 end GNAT.Sockets;