Merge commit '259e0b1ad1bfea762a76f0098deb8f8d8db1dfa3'
[sliver-openvswitch.git] / lib / socket-util.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013 Nicira, Inc.
3  *
4  * Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
5  * you may not use this file except in compliance with the License.
6  * You may obtain a copy of the License at:
7  *
8  *     http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
9  *
10  * Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
11  * distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
12  * WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
13  * See the License for the specific language governing permissions and
14  * limitations under the License.
15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "socket-util.h"
19 #include <arpa/inet.h>
20 #include <errno.h>
21 #include <fcntl.h>
22 #include <net/if.h>
23 #include <netdb.h>
24 #include <poll.h>
25 #include <stddef.h>
26 #include <stdio.h>
27 #include <stdlib.h>
28 #include <string.h>
29 #include <sys/ioctl.h>
30 #include <sys/resource.h>
31 #include <sys/socket.h>
32 #include <sys/stat.h>
33 #include <sys/uio.h>
34 #include <sys/un.h>
35 #include <unistd.h>
36 #include "dynamic-string.h"
37 #include "fatal-signal.h"
38 #include "packets.h"
39 #include "poll-loop.h"
40 #include "util.h"
41 #include "vlog.h"
42 #if AF_PACKET && LINUX_DATAPATH
43 #include <linux/if_packet.h>
44 #endif
45 #ifdef HAVE_NETLINK
46 #include "netlink-protocol.h"
47 #include "netlink-socket.h"
48 #endif
49
50 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(socket_util);
51
52 /* #ifdefs make it a pain to maintain code: you have to try to build both ways.
53  * Thus, this file compiles all of the code regardless of the target, by
54  * writing "if (LINUX_DATAPATH)" instead of "#ifdef __linux__". */
55 #ifndef LINUX_DATAPATH
56 #define LINUX_DATAPATH 0
57 #endif
58
59 #ifndef O_DIRECTORY
60 #define O_DIRECTORY 0
61 #endif
62
63 static int getsockopt_int(int fd, int level, int option, const char *optname,
64                           int *valuep);
65
66 /* Sets 'fd' to non-blocking mode.  Returns 0 if successful, otherwise a
67  * positive errno value. */
68 int
69 set_nonblocking(int fd)
70 {
71     int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
72     if (flags != -1) {
73         if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) != -1) {
74             return 0;
75         } else {
76             VLOG_ERR("fcntl(F_SETFL) failed: %s", ovs_strerror(errno));
77             return errno;
78         }
79     } else {
80         VLOG_ERR("fcntl(F_GETFL) failed: %s", ovs_strerror(errno));
81         return errno;
82     }
83 }
84
85 void
86 xset_nonblocking(int fd)
87 {
88     if (set_nonblocking(fd)) {
89         exit(EXIT_FAILURE);
90     }
91 }
92
93 int
94 set_dscp(int fd, uint8_t dscp)
95 {
96     int val;
97
98     if (dscp > 63) {
99         return EINVAL;
100     }
101
102     val = dscp << 2;
103     if (setsockopt(fd, IPPROTO_IP, IP_TOS, &val, sizeof val)) {
104         return errno;
105     }
106
107     return 0;
108 }
109
110 static bool
111 rlim_is_finite(rlim_t limit)
112 {
113     if (limit == RLIM_INFINITY) {
114         return false;
115     }
116
117 #ifdef RLIM_SAVED_CUR           /* FreeBSD 8.0 lacks RLIM_SAVED_CUR. */
118     if (limit == RLIM_SAVED_CUR) {
119         return false;
120     }
121 #endif
122
123 #ifdef RLIM_SAVED_MAX           /* FreeBSD 8.0 lacks RLIM_SAVED_MAX. */
124     if (limit == RLIM_SAVED_MAX) {
125         return false;
126     }
127 #endif
128
129     return true;
130 }
131
132 /* Returns the maximum valid FD value, plus 1. */
133 int
134 get_max_fds(void)
135 {
136     static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
137     static int max_fds;
138
139     if (ovsthread_once_start(&once)) {
140         struct rlimit r;
141         if (!getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &r) && rlim_is_finite(r.rlim_cur)) {
142             max_fds = r.rlim_cur;
143         } else {
144             VLOG_WARN("failed to obtain fd limit, defaulting to 1024");
145             max_fds = 1024;
146         }
147         ovsthread_once_done(&once);
148     }
149
150     return max_fds;
151 }
152
153 /* Translates 'host_name', which must be a string representation of an IP
154  * address, into a numeric IP address in '*addr'.  Returns 0 if successful,
155  * otherwise a positive errno value. */
156 int
157 lookup_ip(const char *host_name, struct in_addr *addr)
158 {
159     if (!inet_aton(host_name, addr)) {
160         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
161         VLOG_ERR_RL(&rl, "\"%s\" is not a valid IP address", host_name);
162         return ENOENT;
163     }
164     return 0;
165 }
166
167 /* Translates 'host_name', which must be a string representation of an IPv6
168  * address, into a numeric IPv6 address in '*addr'.  Returns 0 if successful,
169  * otherwise a positive errno value. */
170 int
171 lookup_ipv6(const char *host_name, struct in6_addr *addr)
172 {
173     if (inet_pton(AF_INET6, host_name, addr) != 1) {
174         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
175         VLOG_ERR_RL(&rl, "\"%s\" is not a valid IPv6 address", host_name);
176         return ENOENT;
177     }
178     return 0;
179 }
180
181 /* Translates 'host_name', which must be a host name or a string representation
182  * of an IP address, into a numeric IP address in '*addr'.  Returns 0 if
183  * successful, otherwise a positive errno value.
184  *
185  * Most Open vSwitch code should not use this because it causes deadlocks:
186  * getaddrinfo() sends out a DNS request but that starts a new flow for which
187  * OVS must set up a flow, but it can't because it's waiting for a DNS reply.
188  * The synchronous lookup also delays other activity.  (Of course we can solve
189  * this but it doesn't seem worthwhile quite yet.)  */
190 int
191 lookup_hostname(const char *host_name, struct in_addr *addr)
192 {
193     struct addrinfo *result;
194     struct addrinfo hints;
195
196     if (inet_aton(host_name, addr)) {
197         return 0;
198     }
199
200     memset(&hints, 0, sizeof hints);
201     hints.ai_family = AF_INET;
202
203     switch (getaddrinfo(host_name, NULL, &hints, &result)) {
204     case 0:
205         *addr = ALIGNED_CAST(struct sockaddr_in *,
206                              result->ai_addr)->sin_addr;
207         freeaddrinfo(result);
208         return 0;
209
210 #ifdef EAI_ADDRFAMILY
211     case EAI_ADDRFAMILY:
212 #endif
213     case EAI_NONAME:
214     case EAI_SERVICE:
215         return ENOENT;
216
217     case EAI_AGAIN:
218         return EAGAIN;
219
220     case EAI_BADFLAGS:
221     case EAI_FAMILY:
222     case EAI_SOCKTYPE:
223         return EINVAL;
224
225     case EAI_FAIL:
226         return EIO;
227
228     case EAI_MEMORY:
229         return ENOMEM;
230
231 #ifdef EAI_NODATA
232     case EAI_NODATA:
233         return ENXIO;
234 #endif
235
236     case EAI_SYSTEM:
237         return errno;
238
239     default:
240         return EPROTO;
241     }
242 }
243
244 int
245 check_connection_completion(int fd)
246 {
247     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 10);
248     struct pollfd pfd;
249     int retval;
250
251     pfd.fd = fd;
252     pfd.events = POLLOUT;
253     do {
254         retval = poll(&pfd, 1, 0);
255     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
256     if (retval == 1) {
257         if (pfd.revents & POLLERR) {
258             ssize_t n = send(fd, "", 1, MSG_DONTWAIT);
259             if (n < 0) {
260                 return errno;
261             } else {
262                 VLOG_ERR_RL(&rl, "poll return POLLERR but send succeeded");
263                 return EPROTO;
264             }
265         }
266         return 0;
267     } else if (retval < 0) {
268         VLOG_ERR_RL(&rl, "poll: %s", ovs_strerror(errno));
269         return errno;
270     } else {
271         return EAGAIN;
272     }
273 }
274
275 /* Drain all the data currently in the receive queue of a datagram socket (and
276  * possibly additional data).  There is no way to know how many packets are in
277  * the receive queue, but we do know that the total number of bytes queued does
278  * not exceed the receive buffer size, so we pull packets until none are left
279  * or we've read that many bytes. */
280 int
281 drain_rcvbuf(int fd)
282 {
283     int rcvbuf;
284
285     rcvbuf = get_socket_rcvbuf(fd);
286     if (rcvbuf < 0) {
287         return -rcvbuf;
288     }
289
290     while (rcvbuf > 0) {
291         /* In Linux, specifying MSG_TRUNC in the flags argument causes the
292          * datagram length to be returned, even if that is longer than the
293          * buffer provided.  Thus, we can use a 1-byte buffer to discard the
294          * incoming datagram and still be able to account how many bytes were
295          * removed from the receive buffer.
296          *
297          * On other Unix-like OSes, MSG_TRUNC has no effect in the flags
298          * argument. */
299         char buffer[LINUX_DATAPATH ? 1 : 2048];
300         ssize_t n_bytes = recv(fd, buffer, sizeof buffer,
301                                MSG_TRUNC | MSG_DONTWAIT);
302         if (n_bytes <= 0 || n_bytes >= rcvbuf) {
303             break;
304         }
305         rcvbuf -= n_bytes;
306     }
307     return 0;
308 }
309
310 /* Returns the size of socket 'sock''s receive buffer (SO_RCVBUF), or a
311  * negative errno value if an error occurs. */
312 int
313 get_socket_rcvbuf(int sock)
314 {
315     int rcvbuf;
316     int error;
317
318     error = getsockopt_int(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, "SO_RCVBUF", &rcvbuf);
319     return error ? -error : rcvbuf;
320 }
321
322 /* Reads and discards up to 'n' datagrams from 'fd', stopping as soon as no
323  * more data can be immediately read.  ('fd' should therefore be in
324  * non-blocking mode.)*/
325 void
326 drain_fd(int fd, size_t n_packets)
327 {
328     for (; n_packets > 0; n_packets--) {
329         /* 'buffer' only needs to be 1 byte long in most circumstances.  This
330          * size is defensive against the possibility that we someday want to
331          * use a Linux tap device without TUN_NO_PI, in which case a buffer
332          * smaller than sizeof(struct tun_pi) will give EINVAL on read. */
333         char buffer[128];
334         if (read(fd, buffer, sizeof buffer) <= 0) {
335             break;
336         }
337     }
338 }
339
340 /* Stores in '*un' a sockaddr_un that refers to file 'name'.  Stores in
341  * '*un_len' the size of the sockaddr_un. */
342 static void
343 make_sockaddr_un__(const char *name, struct sockaddr_un *un, socklen_t *un_len)
344 {
345     un->sun_family = AF_UNIX;
346     ovs_strzcpy(un->sun_path, name, sizeof un->sun_path);
347     *un_len = (offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
348                 + strlen (un->sun_path) + 1);
349 }
350
351 /* Stores in '*un' a sockaddr_un that refers to file 'name'.  Stores in
352  * '*un_len' the size of the sockaddr_un.
353  *
354  * Returns 0 on success, otherwise a positive errno value.  On success,
355  * '*dirfdp' is either -1 or a nonnegative file descriptor that the caller
356  * should close after using '*un' to bind or connect.  On failure, '*dirfdp' is
357  * -1. */
358 static int
359 make_sockaddr_un(const char *name, struct sockaddr_un *un, socklen_t *un_len,
360                  int *dirfdp)
361 {
362     enum { MAX_UN_LEN = sizeof un->sun_path - 1 };
363
364     *dirfdp = -1;
365     if (strlen(name) > MAX_UN_LEN) {
366         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 1);
367
368         if (LINUX_DATAPATH) {
369             /* 'name' is too long to fit in a sockaddr_un, but we have a
370              * workaround for that on Linux: shorten it by opening a file
371              * descriptor for the directory part of the name and indirecting
372              * through /proc/self/fd/<dirfd>/<basename>. */
373             char *dir, *base;
374             char *short_name;
375             int dirfd;
376
377             dir = dir_name(name);
378             base = base_name(name);
379
380             dirfd = open(dir, O_DIRECTORY | O_RDONLY);
381             if (dirfd < 0) {
382                 free(base);
383                 free(dir);
384                 return errno;
385             }
386
387             short_name = xasprintf("/proc/self/fd/%d/%s", dirfd, base);
388             free(dir);
389             free(base);
390
391             if (strlen(short_name) <= MAX_UN_LEN) {
392                 make_sockaddr_un__(short_name, un, un_len);
393                 free(short_name);
394                 *dirfdp = dirfd;
395                 return 0;
396             }
397             free(short_name);
398             close(dirfd);
399
400             VLOG_WARN_RL(&rl, "Unix socket name %s is longer than maximum "
401                          "%d bytes (even shortened)", name, MAX_UN_LEN);
402         } else {
403             /* 'name' is too long and we have no workaround. */
404             VLOG_WARN_RL(&rl, "Unix socket name %s is longer than maximum "
405                          "%d bytes", name, MAX_UN_LEN);
406         }
407
408         return ENAMETOOLONG;
409     } else {
410         make_sockaddr_un__(name, un, un_len);
411         return 0;
412     }
413 }
414
415 /* Binds Unix domain socket 'fd' to a file with permissions 0700. */
416 static int
417 bind_unix_socket(int fd, struct sockaddr *sun, socklen_t sun_len)
418 {
419     /* According to _Unix Network Programming_, umask should affect bind(). */
420     mode_t old_umask = umask(0077);
421     int error = bind(fd, sun, sun_len) ? errno : 0;
422     umask(old_umask);
423     return error;
424 }
425
426 /* Creates a Unix domain socket in the given 'style' (either SOCK_DGRAM or
427  * SOCK_STREAM) that is bound to '*bind_path' (if 'bind_path' is non-null) and
428  * connected to '*connect_path' (if 'connect_path' is non-null).  If 'nonblock'
429  * is true, the socket is made non-blocking.
430  *
431  * Returns the socket's fd if successful, otherwise a negative errno value. */
432 int
433 make_unix_socket(int style, bool nonblock,
434                  const char *bind_path, const char *connect_path)
435 {
436     int error;
437     int fd;
438
439     fd = socket(PF_UNIX, style, 0);
440     if (fd < 0) {
441         return -errno;
442     }
443
444     /* Set nonblocking mode right away, if we want it.  This prevents blocking
445      * in connect(), if connect_path != NULL.  (In turn, that's a corner case:
446      * it will only happen if style is SOCK_STREAM or SOCK_SEQPACKET, and only
447      * if a backlog of un-accepted connections has built up in the kernel.)  */
448     if (nonblock) {
449         error = set_nonblocking(fd);
450         if (error) {
451             goto error;
452         }
453     }
454
455     if (bind_path) {
456         struct sockaddr_un un;
457         socklen_t un_len;
458         int dirfd;
459
460         if (unlink(bind_path) && errno != ENOENT) {
461             VLOG_WARN("unlinking \"%s\": %s\n",
462                       bind_path, ovs_strerror(errno));
463         }
464         fatal_signal_add_file_to_unlink(bind_path);
465
466         error = make_sockaddr_un(bind_path, &un, &un_len, &dirfd);
467         if (!error) {
468             error = bind_unix_socket(fd, (struct sockaddr *) &un, un_len);
469         }
470         if (dirfd >= 0) {
471             close(dirfd);
472         }
473         if (error) {
474             goto error;
475         }
476     }
477
478     if (connect_path) {
479         struct sockaddr_un un;
480         socklen_t un_len;
481         int dirfd;
482
483         error = make_sockaddr_un(connect_path, &un, &un_len, &dirfd);
484         if (!error
485             && connect(fd, (struct sockaddr*) &un, un_len)
486             && errno != EINPROGRESS) {
487             error = errno;
488         }
489         if (dirfd >= 0) {
490             close(dirfd);
491         }
492         if (error) {
493             goto error;
494         }
495     }
496
497     return fd;
498
499 error:
500     if (error == EAGAIN) {
501         error = EPROTO;
502     }
503     if (bind_path) {
504         fatal_signal_unlink_file_now(bind_path);
505     }
506     close(fd);
507     return -error;
508 }
509
510 int
511 get_unix_name_len(socklen_t sun_len)
512 {
513     return (sun_len >= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
514             ? sun_len - offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
515             : 0);
516 }
517
518 ovs_be32
519 guess_netmask(ovs_be32 ip_)
520 {
521     uint32_t ip = ntohl(ip_);
522     return ((ip >> 31) == 0 ? htonl(0xff000000)   /* Class A */
523             : (ip >> 30) == 2 ? htonl(0xffff0000) /* Class B */
524             : (ip >> 29) == 6 ? htonl(0xffffff00) /* Class C */
525             : htonl(0));                          /* ??? */
526 }
527
528 /* Parses 'target', which should be a string in the format "<host>[:<port>]".
529  * <host> is required.  If 'default_port' is nonzero then <port> is optional
530  * and defaults to 'default_port'.
531  *
532  * On success, returns true and stores the parsed remote address into '*sinp'.
533  * On failure, logs an error, stores zeros into '*sinp', and returns false. */
534 bool
535 inet_parse_active(const char *target_, uint16_t default_port,
536                   struct sockaddr_in *sinp)
537 {
538     char *target = xstrdup(target_);
539     char *save_ptr = NULL;
540     const char *host_name;
541     const char *port_string;
542     bool ok = false;
543
544     /* Defaults. */
545     sinp->sin_family = AF_INET;
546     sinp->sin_port = htons(default_port);
547
548     /* Tokenize. */
549     host_name = strtok_r(target, ":", &save_ptr);
550     port_string = strtok_r(NULL, ":", &save_ptr);
551     if (!host_name) {
552         VLOG_ERR("%s: bad peer name format", target_);
553         goto exit;
554     }
555
556     /* Look up IP, port. */
557     if (lookup_ip(host_name, &sinp->sin_addr)) {
558         goto exit;
559     }
560     if (port_string && atoi(port_string)) {
561         sinp->sin_port = htons(atoi(port_string));
562     } else if (!default_port) {
563         VLOG_ERR("%s: port number must be specified", target_);
564         goto exit;
565     }
566
567     ok = true;
568
569 exit:
570     if (!ok) {
571         memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
572     }
573     free(target);
574     return ok;
575 }
576
577 /* Opens a non-blocking IPv4 socket of the specified 'style' and connects to
578  * 'target', which should be a string in the format "<host>[:<port>]".  <host>
579  * is required.  If 'default_port' is nonzero then <port> is optional and
580  * defaults to 'default_port'.
581  *
582  * 'style' should be SOCK_STREAM (for TCP) or SOCK_DGRAM (for UDP).
583  *
584  * On success, returns 0 (indicating connection complete) or EAGAIN (indicating
585  * connection in progress), in which case the new file descriptor is stored
586  * into '*fdp'.  On failure, returns a positive errno value other than EAGAIN
587  * and stores -1 into '*fdp'.
588  *
589  * If 'sinp' is non-null, then on success the target address is stored into
590  * '*sinp'.
591  *
592  * 'dscp' becomes the DSCP bits in the IP headers for the new connection.  It
593  * should be in the range [0, 63] and will automatically be shifted to the
594  * appropriately place in the IP tos field. */
595 int
596 inet_open_active(int style, const char *target, uint16_t default_port,
597                  struct sockaddr_in *sinp, int *fdp, uint8_t dscp)
598 {
599     struct sockaddr_in sin;
600     int fd = -1;
601     int error;
602
603     /* Parse. */
604     if (!inet_parse_active(target, default_port, &sin)) {
605         error = EAFNOSUPPORT;
606         goto exit;
607     }
608
609     /* Create non-blocking socket. */
610     fd = socket(AF_INET, style, 0);
611     if (fd < 0) {
612         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, ovs_strerror(errno));
613         error = errno;
614         goto exit;
615     }
616     error = set_nonblocking(fd);
617     if (error) {
618         goto exit;
619     }
620
621     /* The dscp bits must be configured before connect() to ensure that the TOS
622      * field is set during the connection establishment.  If set after
623      * connect(), the handshake SYN frames will be sent with a TOS of 0. */
624     error = set_dscp(fd, dscp);
625     if (error) {
626         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, ovs_strerror(error));
627         goto exit;
628     }
629
630     /* Connect. */
631     error = connect(fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin) == 0 ? 0 : errno;
632     if (error == EINPROGRESS) {
633         error = EAGAIN;
634     }
635
636 exit:
637     if (!error || error == EAGAIN) {
638         if (sinp) {
639             *sinp = sin;
640         }
641     } else if (fd >= 0) {
642         close(fd);
643         fd = -1;
644     }
645     *fdp = fd;
646     return error;
647 }
648
649 /* Parses 'target', which should be a string in the format "[<port>][:<ip>]":
650  *
651  *      - If 'default_port' is -1, then <port> is required.  Otherwise, if
652  *        <port> is omitted, then 'default_port' is used instead.
653  *
654  *      - If <port> (or 'default_port', if used) is 0, then no port is bound
655  *        and the TCP/IP stack will select a port.
656  *
657  *      - If <ip> is omitted then the IP address is wildcarded.
658  *
659  * If successful, stores the address into '*sinp' and returns true; otherwise
660  * zeros '*sinp' and returns false. */
661 bool
662 inet_parse_passive(const char *target_, int default_port,
663                    struct sockaddr_in *sinp)
664 {
665     char *target = xstrdup(target_);
666     char *string_ptr = target;
667     const char *host_name;
668     const char *port_string;
669     bool ok = false;
670     int port;
671
672     /* Address defaults. */
673     memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
674     sinp->sin_family = AF_INET;
675     sinp->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
676     sinp->sin_port = htons(default_port);
677
678     /* Parse optional port number. */
679     port_string = strsep(&string_ptr, ":");
680     if (port_string && str_to_int(port_string, 10, &port)) {
681         sinp->sin_port = htons(port);
682     } else if (default_port < 0) {
683         VLOG_ERR("%s: port number must be specified", target_);
684         goto exit;
685     }
686
687     /* Parse optional bind IP. */
688     host_name = strsep(&string_ptr, ":");
689     if (host_name && host_name[0] && lookup_ip(host_name, &sinp->sin_addr)) {
690         goto exit;
691     }
692
693     ok = true;
694
695 exit:
696     if (!ok) {
697         memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
698     }
699     free(target);
700     return ok;
701 }
702
703
704 /* Opens a non-blocking IPv4 socket of the specified 'style', binds to
705  * 'target', and listens for incoming connections.  Parses 'target' in the same
706  * way was inet_parse_passive().
707  *
708  * 'style' should be SOCK_STREAM (for TCP) or SOCK_DGRAM (for UDP).
709  *
710  * For TCP, the socket will have SO_REUSEADDR turned on.
711  *
712  * On success, returns a non-negative file descriptor.  On failure, returns a
713  * negative errno value.
714  *
715  * If 'sinp' is non-null, then on success the bound address is stored into
716  * '*sinp'.
717  *
718  * 'dscp' becomes the DSCP bits in the IP headers for the new connection.  It
719  * should be in the range [0, 63] and will automatically be shifted to the
720  * appropriately place in the IP tos field. */
721 int
722 inet_open_passive(int style, const char *target, int default_port,
723                   struct sockaddr_in *sinp, uint8_t dscp)
724 {
725     bool kernel_chooses_port;
726     struct sockaddr_in sin;
727     int fd = 0, error;
728     unsigned int yes = 1;
729
730     if (!inet_parse_passive(target, default_port, &sin)) {
731         return -EAFNOSUPPORT;
732     }
733
734     /* Create non-blocking socket, set SO_REUSEADDR. */
735     fd = socket(AF_INET, style, 0);
736     if (fd < 0) {
737         error = errno;
738         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, ovs_strerror(error));
739         return -error;
740     }
741     error = set_nonblocking(fd);
742     if (error) {
743         goto error;
744     }
745     if (style == SOCK_STREAM
746         && setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof yes) < 0) {
747         error = errno;
748         VLOG_ERR("%s: setsockopt(SO_REUSEADDR): %s",
749                  target, ovs_strerror(error));
750         goto error;
751     }
752
753     /* Bind. */
754     if (bind(fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin) < 0) {
755         error = errno;
756         VLOG_ERR("%s: bind: %s", target, ovs_strerror(error));
757         goto error;
758     }
759
760     /* The dscp bits must be configured before connect() to ensure that the TOS
761      * field is set during the connection establishment.  If set after
762      * connect(), the handshake SYN frames will be sent with a TOS of 0. */
763     error = set_dscp(fd, dscp);
764     if (error) {
765         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, ovs_strerror(error));
766         goto error;
767     }
768
769     /* Listen. */
770     if (style == SOCK_STREAM && listen(fd, 10) < 0) {
771         error = errno;
772         VLOG_ERR("%s: listen: %s", target, ovs_strerror(error));
773         goto error;
774     }
775
776     kernel_chooses_port = sin.sin_port == htons(0);
777     if (sinp || kernel_chooses_port) {
778         socklen_t sin_len = sizeof sin;
779         if (getsockname(fd, (struct sockaddr *) &sin, &sin_len) < 0) {
780             error = errno;
781             VLOG_ERR("%s: getsockname: %s", target, ovs_strerror(error));
782             goto error;
783         }
784         if (sin.sin_family != AF_INET || sin_len != sizeof sin) {
785             error = EAFNOSUPPORT;
786             VLOG_ERR("%s: getsockname: invalid socket name", target);
787             goto error;
788         }
789         if (sinp) {
790             *sinp = sin;
791         }
792         if (kernel_chooses_port) {
793             VLOG_INFO("%s: listening on port %"PRIu16,
794                       target, ntohs(sin.sin_port));
795         }
796     }
797
798     return fd;
799
800 error:
801     close(fd);
802     return -error;
803 }
804
805 /* Returns a readable and writable fd for /dev/null, if successful, otherwise
806  * a negative errno value.  The caller must not close the returned fd (because
807  * the same fd will be handed out to subsequent callers). */
808 int
809 get_null_fd(void)
810 {
811     static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
812     static int null_fd;
813
814     if (ovsthread_once_start(&once)) {
815         null_fd = open("/dev/null", O_RDWR);
816         if (null_fd < 0) {
817             int error = errno;
818             VLOG_ERR("could not open /dev/null: %s", ovs_strerror(error));
819             null_fd = -error;
820         }
821         ovsthread_once_done(&once);
822     }
823
824     return null_fd;
825 }
826
827 int
828 read_fully(int fd, void *p_, size_t size, size_t *bytes_read)
829 {
830     uint8_t *p = p_;
831
832     *bytes_read = 0;
833     while (size > 0) {
834         ssize_t retval = read(fd, p, size);
835         if (retval > 0) {
836             *bytes_read += retval;
837             size -= retval;
838             p += retval;
839         } else if (retval == 0) {
840             return EOF;
841         } else if (errno != EINTR) {
842             return errno;
843         }
844     }
845     return 0;
846 }
847
848 int
849 write_fully(int fd, const void *p_, size_t size, size_t *bytes_written)
850 {
851     const uint8_t *p = p_;
852
853     *bytes_written = 0;
854     while (size > 0) {
855         ssize_t retval = write(fd, p, size);
856         if (retval > 0) {
857             *bytes_written += retval;
858             size -= retval;
859             p += retval;
860         } else if (retval == 0) {
861             VLOG_WARN("write returned 0");
862             return EPROTO;
863         } else if (errno != EINTR) {
864             return errno;
865         }
866     }
867     return 0;
868 }
869
870 /* Given file name 'file_name', fsyncs the directory in which it is contained.
871  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
872 int
873 fsync_parent_dir(const char *file_name)
874 {
875     int error = 0;
876     char *dir;
877     int fd;
878
879     dir = dir_name(file_name);
880     fd = open(dir, O_RDONLY);
881     if (fd >= 0) {
882         if (fsync(fd)) {
883             if (errno == EINVAL || errno == EROFS) {
884                 /* This directory does not support synchronization.  Not
885                  * really an error. */
886             } else {
887                 error = errno;
888                 VLOG_ERR("%s: fsync failed (%s)", dir, ovs_strerror(error));
889             }
890         }
891         close(fd);
892     } else {
893         error = errno;
894         VLOG_ERR("%s: open failed (%s)", dir, ovs_strerror(error));
895     }
896     free(dir);
897
898     return error;
899 }
900
901 /* Obtains the modification time of the file named 'file_name' to the greatest
902  * supported precision.  If successful, stores the mtime in '*mtime' and
903  * returns 0.  On error, returns a positive errno value and stores zeros in
904  * '*mtime'. */
905 int
906 get_mtime(const char *file_name, struct timespec *mtime)
907 {
908     struct stat s;
909
910     if (!stat(file_name, &s)) {
911         mtime->tv_sec = s.st_mtime;
912
913 #if HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM_TV_NSEC
914         mtime->tv_nsec = s.st_mtim.tv_nsec;
915 #elif HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIMENSEC
916         mtime->tv_nsec = s.st_mtimensec;
917 #else
918         mtime->tv_nsec = 0;
919 #endif
920
921         return 0;
922     } else {
923         mtime->tv_sec = mtime->tv_nsec = 0;
924         return errno;
925     }
926 }
927
928 void
929 xpipe(int fds[2])
930 {
931     if (pipe(fds)) {
932         VLOG_FATAL("failed to create pipe (%s)", ovs_strerror(errno));
933     }
934 }
935
936 void
937 xpipe_nonblocking(int fds[2])
938 {
939     xpipe(fds);
940     xset_nonblocking(fds[0]);
941     xset_nonblocking(fds[1]);
942 }
943
944 void
945 xsocketpair(int domain, int type, int protocol, int fds[2])
946 {
947     if (socketpair(domain, type, protocol, fds)) {
948         VLOG_FATAL("failed to create socketpair (%s)", ovs_strerror(errno));
949     }
950 }
951
952 static int
953 getsockopt_int(int fd, int level, int option, const char *optname, int *valuep)
954 {
955     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 10);
956     socklen_t len;
957     int value;
958     int error;
959
960     len = sizeof value;
961     if (getsockopt(fd, level, option, &value, &len)) {
962         error = errno;
963         VLOG_ERR_RL(&rl, "getsockopt(%s): %s", optname, ovs_strerror(error));
964     } else if (len != sizeof value) {
965         error = EINVAL;
966         VLOG_ERR_RL(&rl, "getsockopt(%s): value is %u bytes (expected %zu)",
967                     optname, (unsigned int) len, sizeof value);
968     } else {
969         error = 0;
970     }
971
972     *valuep = error ? 0 : value;
973     return error;
974 }
975
976 static void
977 describe_sockaddr(struct ds *string, int fd,
978                   int (*getaddr)(int, struct sockaddr *, socklen_t *))
979 {
980     struct sockaddr_storage ss;
981     socklen_t len = sizeof ss;
982
983     if (!getaddr(fd, (struct sockaddr *) &ss, &len)) {
984         if (ss.ss_family == AF_INET) {
985             struct sockaddr_in sin;
986
987             memcpy(&sin, &ss, sizeof sin);
988             ds_put_format(string, IP_FMT":%"PRIu16,
989                           IP_ARGS(sin.sin_addr.s_addr), ntohs(sin.sin_port));
990         } else if (ss.ss_family == AF_UNIX) {
991             struct sockaddr_un sun;
992             const char *null;
993             size_t maxlen;
994
995             memcpy(&sun, &ss, sizeof sun);
996             maxlen = len - offsetof(struct sockaddr_un, sun_path);
997             null = memchr(sun.sun_path, '\0', maxlen);
998             ds_put_buffer(string, sun.sun_path,
999                           null ? null - sun.sun_path : maxlen);
1000         }
1001 #ifdef HAVE_NETLINK
1002         else if (ss.ss_family == AF_NETLINK) {
1003             int protocol;
1004
1005 /* SO_PROTOCOL was introduced in 2.6.32.  Support it regardless of the version
1006  * of the Linux kernel headers in use at build time. */
1007 #ifndef SO_PROTOCOL
1008 #define SO_PROTOCOL 38
1009 #endif
1010
1011             if (!getsockopt_int(fd, SOL_SOCKET, SO_PROTOCOL, "SO_PROTOCOL",
1012                                 &protocol)) {
1013                 switch (protocol) {
1014                 case NETLINK_ROUTE:
1015                     ds_put_cstr(string, "NETLINK_ROUTE");
1016                     break;
1017
1018                 case NETLINK_GENERIC:
1019                     ds_put_cstr(string, "NETLINK_GENERIC");
1020                     break;
1021
1022                 default:
1023                     ds_put_format(string, "AF_NETLINK family %d", protocol);
1024                     break;
1025                 }
1026             } else {
1027                 ds_put_cstr(string, "AF_NETLINK");
1028             }
1029         }
1030 #endif
1031 #if AF_PACKET && LINUX_DATAPATH
1032         else if (ss.ss_family == AF_PACKET) {
1033             struct sockaddr_ll sll;
1034
1035             memcpy(&sll, &ss, sizeof sll);
1036             ds_put_cstr(string, "AF_PACKET");
1037             if (sll.sll_ifindex) {
1038                 char name[IFNAMSIZ];
1039
1040                 if (if_indextoname(sll.sll_ifindex, name)) {
1041                     ds_put_format(string, "(%s)", name);
1042                 } else {
1043                     ds_put_format(string, "(ifindex=%d)", sll.sll_ifindex);
1044                 }
1045             }
1046             if (sll.sll_protocol) {
1047                 ds_put_format(string, "(protocol=0x%"PRIu16")",
1048                               ntohs(sll.sll_protocol));
1049             }
1050         }
1051 #endif
1052         else if (ss.ss_family == AF_UNSPEC) {
1053             ds_put_cstr(string, "AF_UNSPEC");
1054         } else {
1055             ds_put_format(string, "AF_%d", (int) ss.ss_family);
1056         }
1057     }
1058 }
1059
1060
1061 #ifdef LINUX_DATAPATH
1062 static void
1063 put_fd_filename(struct ds *string, int fd)
1064 {
1065     char buf[1024];
1066     char *linkname;
1067     int n;
1068
1069     linkname = xasprintf("/proc/self/fd/%d", fd);
1070     n = readlink(linkname, buf, sizeof buf);
1071     if (n > 0) {
1072         ds_put_char(string, ' ');
1073         ds_put_buffer(string, buf, n);
1074         if (n > sizeof buf) {
1075             ds_put_cstr(string, "...");
1076         }
1077     }
1078     free(linkname);
1079 }
1080 #endif
1081
1082 /* Returns a malloc()'d string describing 'fd', for use in logging. */
1083 char *
1084 describe_fd(int fd)
1085 {
1086     struct ds string;
1087     struct stat s;
1088
1089     ds_init(&string);
1090     if (fstat(fd, &s)) {
1091         ds_put_format(&string, "fstat failed (%s)", ovs_strerror(errno));
1092     } else if (S_ISSOCK(s.st_mode)) {
1093         describe_sockaddr(&string, fd, getsockname);
1094         ds_put_cstr(&string, "<->");
1095         describe_sockaddr(&string, fd, getpeername);
1096     } else {
1097         ds_put_cstr(&string, (isatty(fd) ? "tty"
1098                               : S_ISDIR(s.st_mode) ? "directory"
1099                               : S_ISCHR(s.st_mode) ? "character device"
1100                               : S_ISBLK(s.st_mode) ? "block device"
1101                               : S_ISREG(s.st_mode) ? "file"
1102                               : S_ISFIFO(s.st_mode) ? "FIFO"
1103                               : S_ISLNK(s.st_mode) ? "symbolic link"
1104                               : "unknown"));
1105 #ifdef LINUX_DATAPATH
1106         put_fd_filename(&string, fd);
1107 #endif
1108     }
1109     return ds_steal_cstr(&string);
1110 }
1111
1112 /* Returns the total of the 'iov_len' members of the 'n_iovs' in 'iovs'.
1113  * The caller must ensure that the total does not exceed SIZE_MAX. */
1114 size_t
1115 iovec_len(const struct iovec iovs[], size_t n_iovs)
1116 {
1117     size_t len = 0;
1118     size_t i;
1119
1120     for (i = 0; i < n_iovs; i++) {
1121         len += iovs[i].iov_len;
1122     }
1123     return len;
1124 }
1125
1126 /* Returns true if all of the 'n_iovs' iovecs in 'iovs' have length zero. */
1127 bool
1128 iovec_is_empty(const struct iovec iovs[], size_t n_iovs)
1129 {
1130     size_t i;
1131
1132     for (i = 0; i < n_iovs; i++) {
1133         if (iovs[i].iov_len) {
1134             return false;
1135         }
1136     }
1137     return true;
1138 }
1139
1140 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1141  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  Returns the number of bytes
1142  * successfully sent or -1 if an error occurred.  On error, sets errno
1143  * appropriately.  */
1144 int
1145 send_iovec_and_fds(int sock,
1146                    const struct iovec *iovs, size_t n_iovs,
1147                    const int fds[], size_t n_fds)
1148 {
1149     ovs_assert(sock >= 0);
1150     if (n_fds > 0) {
1151         union {
1152             struct cmsghdr cm;
1153             char control[CMSG_SPACE(SOUTIL_MAX_FDS * sizeof *fds)];
1154         } cmsg;
1155         struct msghdr msg;
1156
1157         ovs_assert(!iovec_is_empty(iovs, n_iovs));
1158         ovs_assert(n_fds <= SOUTIL_MAX_FDS);
1159
1160         memset(&cmsg, 0, sizeof cmsg);
1161         cmsg.cm.cmsg_len = CMSG_LEN(n_fds * sizeof *fds);
1162         cmsg.cm.cmsg_level = SOL_SOCKET;
1163         cmsg.cm.cmsg_type = SCM_RIGHTS;
1164         memcpy(CMSG_DATA(&cmsg.cm), fds, n_fds * sizeof *fds);
1165
1166         msg.msg_name = NULL;
1167         msg.msg_namelen = 0;
1168         msg.msg_iov = CONST_CAST(struct iovec *, iovs);
1169         msg.msg_iovlen = n_iovs;
1170         msg.msg_control = &cmsg.cm;
1171         msg.msg_controllen = CMSG_SPACE(n_fds * sizeof *fds);
1172         msg.msg_flags = 0;
1173
1174         return sendmsg(sock, &msg, 0);
1175     } else {
1176         return writev(sock, iovs, n_iovs);
1177     }
1178 }
1179
1180 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1181  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  If 'skip_bytes' is nonzero, then the
1182  * first 'skip_bytes' of data in the iovecs are not sent, and none of the file
1183  * descriptors are sent.  The function continues to retry sending until an
1184  * error (other than EINTR) occurs or all the data and fds are sent.
1185  *
1186  * Returns 0 if all the data and fds were successfully sent, otherwise a
1187  * positive errno value.  Regardless of success, stores the number of bytes
1188  * sent (always at least 'skip_bytes') in '*bytes_sent'.  (If at least one byte
1189  * is sent, then all the fds have been sent.)
1190  *
1191  * 'skip_bytes' must be less than or equal to iovec_len(iovs, n_iovs). */
1192 int
1193 send_iovec_and_fds_fully(int sock,
1194                          const struct iovec iovs[], size_t n_iovs,
1195                          const int fds[], size_t n_fds,
1196                          size_t skip_bytes, size_t *bytes_sent)
1197 {
1198     *bytes_sent = 0;
1199     while (n_iovs > 0) {
1200         int retval;
1201
1202         if (skip_bytes) {
1203             retval = skip_bytes;
1204             skip_bytes = 0;
1205         } else if (!*bytes_sent) {
1206             retval = send_iovec_and_fds(sock, iovs, n_iovs, fds, n_fds);
1207         } else {
1208             retval = writev(sock, iovs, n_iovs);
1209         }
1210
1211         if (retval > 0) {
1212             *bytes_sent += retval;
1213             while (retval > 0) {
1214                 const uint8_t *base = iovs->iov_base;
1215                 size_t len = iovs->iov_len;
1216
1217                 if (retval < len) {
1218                     size_t sent;
1219                     int error;
1220
1221                     error = write_fully(sock, base + retval, len - retval,
1222                                         &sent);
1223                     *bytes_sent += sent;
1224                     retval += sent;
1225                     if (error) {
1226                         return error;
1227                     }
1228                 }
1229                 retval -= len;
1230                 iovs++;
1231                 n_iovs--;
1232             }
1233         } else if (retval == 0) {
1234             if (iovec_is_empty(iovs, n_iovs)) {
1235                 break;
1236             }
1237             VLOG_WARN("send returned 0");
1238             return EPROTO;
1239         } else if (errno != EINTR) {
1240             return errno;
1241         }
1242     }
1243
1244     return 0;
1245 }
1246
1247 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1248  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  The function continues to retry
1249  * sending until an error (other than EAGAIN or EINTR) occurs or all the data
1250  * and fds are sent.  Upon EAGAIN, the function blocks until the socket is
1251  * ready for more data.
1252  *
1253  * Returns 0 if all the data and fds were successfully sent, otherwise a
1254  * positive errno value. */
1255 int
1256 send_iovec_and_fds_fully_block(int sock,
1257                                const struct iovec iovs[], size_t n_iovs,
1258                                const int fds[], size_t n_fds)
1259 {
1260     size_t sent = 0;
1261
1262     for (;;) {
1263         int error;
1264
1265         error = send_iovec_and_fds_fully(sock, iovs, n_iovs,
1266                                          fds, n_fds, sent, &sent);
1267         if (error != EAGAIN) {
1268             return error;
1269         }
1270         poll_fd_wait(sock, POLLOUT);
1271         poll_block();
1272     }
1273 }
1274
1275 /* Attempts to receive from Unix domain socket 'sock' up to 'size' bytes of
1276  * data into 'data' and up to SOUTIL_MAX_FDS file descriptors into 'fds'.
1277  *
1278  *      - Upon success, returns the number of bytes of data copied into 'data'
1279  *        and stores the number of received file descriptors into '*n_fdsp'.
1280  *
1281  *      - On failure, returns a negative errno value and stores 0 in
1282  *        '*n_fdsp'.
1283  *
1284  *      - On EOF, returns 0 and stores 0 in '*n_fdsp'. */
1285 int
1286 recv_data_and_fds(int sock,
1287                   void *data, size_t size,
1288                   int fds[SOUTIL_MAX_FDS], size_t *n_fdsp)
1289 {
1290     union {
1291         struct cmsghdr cm;
1292         char control[CMSG_SPACE(SOUTIL_MAX_FDS * sizeof *fds)];
1293     } cmsg;
1294     struct msghdr msg;
1295     int retval;
1296     struct cmsghdr *p;
1297     size_t i;
1298
1299     *n_fdsp = 0;
1300
1301     do {
1302         struct iovec iov;
1303
1304         iov.iov_base = data;
1305         iov.iov_len = size;
1306
1307         msg.msg_name = NULL;
1308         msg.msg_namelen = 0;
1309         msg.msg_iov = &iov;
1310         msg.msg_iovlen = 1;
1311         msg.msg_control = &cmsg.cm;
1312         msg.msg_controllen = sizeof cmsg.control;
1313         msg.msg_flags = 0;
1314
1315         retval = recvmsg(sock, &msg, 0);
1316     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
1317     if (retval <= 0) {
1318         return retval < 0 ? -errno : 0;
1319     }
1320
1321     for (p = CMSG_FIRSTHDR(&msg); p; p = CMSG_NXTHDR(&msg, p)) {
1322         if (p->cmsg_level != SOL_SOCKET || p->cmsg_type != SCM_RIGHTS) {
1323             VLOG_ERR("unexpected control message %d:%d",
1324                      p->cmsg_level, p->cmsg_type);
1325             goto error;
1326         } else if (*n_fdsp) {
1327             VLOG_ERR("multiple SCM_RIGHTS received");
1328             goto error;
1329         } else {
1330             size_t n_fds = (p->cmsg_len - CMSG_LEN(0)) / sizeof *fds;
1331             const int *fds_data = ALIGNED_CAST(const int *, CMSG_DATA(p));
1332
1333             ovs_assert(n_fds > 0);
1334             if (n_fds > SOUTIL_MAX_FDS) {
1335                 VLOG_ERR("%zu fds received but only %d supported",
1336                          n_fds, SOUTIL_MAX_FDS);
1337                 for (i = 0; i < n_fds; i++) {
1338                     close(fds_data[i]);
1339                 }
1340                 goto error;
1341             }
1342
1343             *n_fdsp = n_fds;
1344             memcpy(fds, fds_data, n_fds * sizeof *fds);
1345         }
1346     }
1347
1348     return retval;
1349
1350 error:
1351     for (i = 0; i < *n_fdsp; i++) {
1352         close(fds[i]);
1353     }
1354     *n_fdsp = 0;
1355     return EPROTO;
1356 }
1357
1358 /* Calls ioctl() on an AF_INET sock, passing the specified 'command' and
1359  * 'arg'.  Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
1360 int
1361 af_inet_ioctl(unsigned long int command, const void *arg)
1362 {
1363     static struct ovsthread_once once = OVSTHREAD_ONCE_INITIALIZER;
1364     static int sock;
1365
1366     if (ovsthread_once_start(&once)) {
1367         sock = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, 0);
1368         if (sock < 0) {
1369             sock = -errno;
1370             VLOG_ERR("failed to create inet socket: %s", ovs_strerror(errno));
1371         }
1372         ovsthread_once_done(&once);
1373     }
1374
1375     return (sock < 0 ? -sock
1376             : ioctl(sock, command, arg) == -1 ? errno
1377             : 0);
1378 }
1379
1380 int
1381 af_inet_ifreq_ioctl(const char *name, struct ifreq *ifr, unsigned long int cmd,
1382                     const char *cmd_name)
1383 {
1384     int error;
1385
1386     ovs_strzcpy(ifr->ifr_name, name, sizeof ifr->ifr_name);
1387     error = af_inet_ioctl(cmd, ifr);
1388     if (error) {
1389         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 20);
1390         VLOG_DBG_RL(&rl, "%s: ioctl(%s) failed: %s", name, cmd_name,
1391                     ovs_strerror(error));
1392     }
1393     return error;
1394 }
1395