xenserver: Add support for disabling in-band management via XAPI.
[openvswitch] / lib / reconnect.c
1 /*
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15  */
16
17 #include <config.h>
18 #include "reconnect.h"
19
20 #include <assert.h>
21 #include <stdlib.h>
22
23 #include "poll-loop.h"
24 #include "vlog.h"
25
26 VLOG_DEFINE_THIS_MODULE(reconnect);
27
28 #define STATES                                  \
29     STATE(VOID, 1 << 0)                         \
30     STATE(BACKOFF, 1 << 1)                      \
31     STATE(CONNECT_IN_PROGRESS, 1 << 3)          \
32     STATE(ACTIVE, 1 << 4)                       \
33     STATE(IDLE, 1 << 5)                         \
34     STATE(RECONNECT, 1 << 6)                    \
35     STATE(LISTENING, 1 << 7)
36 enum state {
37 #define STATE(NAME, VALUE) S_##NAME = VALUE,
38     STATES
39 #undef STATE
40 };
41
42 static bool
43 is_connected_state(enum state state)
44 {
45     return (state & (S_ACTIVE | S_IDLE)) != 0;
46 }
47
48 struct reconnect {
49     /* Configuration. */
50     char *name;
51     int min_backoff;
52     int max_backoff;
53     int probe_interval;
54     bool passive;
55     enum vlog_level info;       /* Used for informational messages. */
56
57     /* State. */
58     enum state state;
59     long long int state_entered;
60     int backoff;
61     long long int last_received;
62     long long int last_connected;
63     unsigned int max_tries;
64
65     /* These values are simply for statistics reporting, not otherwise used
66      * directly by anything internal. */
67     long long int creation_time;
68     unsigned int n_attempted_connections, n_successful_connections;
69     unsigned int total_connected_duration;
70     unsigned int seqno;
71 };
72
73 static void reconnect_transition__(struct reconnect *, long long int now,
74                                    enum state state);
75 static long long int reconnect_deadline__(const struct reconnect *);
76 static bool reconnect_may_retry(struct reconnect *);
77
78 static const char *
79 reconnect_state_name__(enum state state)
80 {
81     switch (state) {
82 #define STATE(NAME, VALUE) case S_##NAME: return #NAME;
83         STATES
84 #undef STATE
85     }
86     return "***ERROR***";
87 }
88
89 /* Creates and returns a new reconnect FSM with default settings.  The FSM is
90  * initially disabled.  The caller will likely want to call reconnect_enable()
91  * and reconnect_set_name() on the returned object. */
92 struct reconnect *
93 reconnect_create(long long int now)
94 {
95     struct reconnect *fsm = xzalloc(sizeof *fsm);
96
97     fsm->name = xstrdup("void");
98     fsm->min_backoff = RECONNECT_DEFAULT_MIN_BACKOFF;
99     fsm->max_backoff = RECONNECT_DEFAULT_MAX_BACKOFF;
100     fsm->probe_interval = RECONNECT_DEFAULT_PROBE_INTERVAL;
101     fsm->passive = false;
102     fsm->info = VLL_INFO;
103
104     fsm->state = S_VOID;
105     fsm->state_entered = now;
106     fsm->backoff = 0;
107     fsm->last_received = now;
108     fsm->last_connected = now;
109     fsm->max_tries = UINT_MAX;
110     fsm->creation_time = now;
111
112     return fsm;
113 }
114
115 /* Frees 'fsm'. */
116 void
117 reconnect_destroy(struct reconnect *fsm)
118 {
119     if (fsm) {
120         free(fsm->name);
121         free(fsm);
122     }
123 }
124
125 /* If 'quiet' is true, 'fsm' will log informational messages at level VLL_DBG,
126  * by default keeping them out of log files.  This is appropriate if the
127  * connection is one that is expected to be short-lived, so that the log
128  * messages are merely distracting.
129  *
130  * If 'quiet' is false, 'fsm' logs informational messages at level VLL_INFO.
131  * This is the default.
132  *
133  * This setting has no effect on the log level of debugging, warning, or error
134  * messages. */
135 void
136 reconnect_set_quiet(struct reconnect *fsm, bool quiet)
137 {
138     fsm->info = quiet ? VLL_DBG : VLL_INFO;
139 }
140
141 /* Returns 'fsm''s name. */
142 const char *
143 reconnect_get_name(const struct reconnect *fsm)
144 {
145     return fsm->name;
146 }
147
148 /* Sets 'fsm''s name to 'name'.  If 'name' is null, then "void" is used
149  * instead.
150  *
151  * The name set for 'fsm' is used in log messages. */
152 void
153 reconnect_set_name(struct reconnect *fsm, const char *name)
154 {
155     free(fsm->name);
156     fsm->name = xstrdup(name ? name : "void");
157 }
158
159 /* Return the minimum number of milliseconds to back off between consecutive
160  * connection attempts.  The default is RECONNECT_DEFAULT_MIN_BACKOFF. */
161 int
162 reconnect_get_min_backoff(const struct reconnect *fsm)
163 {
164     return fsm->min_backoff;
165 }
166
167 /* Return the maximum number of milliseconds to back off between consecutive
168  * connection attempts.  The default is RECONNECT_DEFAULT_MAX_BACKOFF. */
169 int
170 reconnect_get_max_backoff(const struct reconnect *fsm)
171 {
172     return fsm->max_backoff;
173 }
174
175 /* Returns the "probe interval" for 'fsm' in milliseconds.  If this is zero, it
176  * disables the connection keepalive feature.  If it is nonzero, then if the
177  * interval passes while 'fsm' is connected and without reconnect_received()
178  * being called for 'fsm', reconnect_run() returns RECONNECT_PROBE.  If the
179  * interval passes again without reconnect_received() being called,
180  * reconnect_run() returns RECONNECT_DISCONNECT for 'fsm'. */
181 int
182 reconnect_get_probe_interval(const struct reconnect *fsm)
183 {
184     return fsm->probe_interval;
185 }
186
187 /* Limits the maximum number of times that 'fsm' will ask the client to try to
188  * reconnect to 'max_tries'.  UINT_MAX (the default) means an unlimited number
189  * of tries.
190  *
191  * After the number of tries has expired, the 'fsm' will disable itself
192  * instead of backing off and retrying. */
193 void
194 reconnect_set_max_tries(struct reconnect *fsm, unsigned int max_tries)
195 {
196     fsm->max_tries = max_tries;
197 }
198
199 /* Returns the current remaining number of connection attempts, UINT_MAX if
200  * the number is unlimited.  */
201 unsigned int
202 reconnect_get_max_tries(struct reconnect *fsm)
203 {
204     return fsm->max_tries;
205 }
206
207 /* Configures the backoff parameters for 'fsm'.  'min_backoff' is the minimum
208  * number of milliseconds, and 'max_backoff' is the maximum, between connection
209  * attempts.
210  *
211  * 'min_backoff' must be at least 1000, and 'max_backoff' must be greater than
212  * or equal to 'min_backoff'.
213  *
214  * Pass 0 for 'min_backoff' or 'max_backoff' or both to use the defaults. */
215 void
216 reconnect_set_backoff(struct reconnect *fsm, int min_backoff, int max_backoff)
217 {
218     fsm->min_backoff = MAX(min_backoff, 1000);
219     fsm->max_backoff = (max_backoff
220                         ? MAX(max_backoff, 1000)
221                         : RECONNECT_DEFAULT_MAX_BACKOFF);
222     if (fsm->min_backoff > fsm->max_backoff) {
223         fsm->max_backoff = fsm->min_backoff;
224     }
225
226     if (fsm->state == S_BACKOFF && fsm->backoff > max_backoff) {
227         fsm->backoff = max_backoff;
228     }
229 }
230
231 /* Sets the "probe interval" for 'fsm' to 'probe_interval', in milliseconds.
232  * If this is zero, it disables the connection keepalive feature.  If it is
233  * nonzero, then if the interval passes while 'fsm' is connected and without
234  * reconnect_received() being called for 'fsm', reconnect_run() returns
235  * RECONNECT_PROBE.  If the interval passes again without reconnect_received()
236  * being called, reconnect_run() returns RECONNECT_DISCONNECT for 'fsm'.
237  *
238  * If 'probe_interval' is nonzero, then it will be forced to a value of at
239  * least 1000 ms. */
240 void
241 reconnect_set_probe_interval(struct reconnect *fsm, int probe_interval)
242 {
243     fsm->probe_interval = probe_interval ? MAX(1000, probe_interval) : 0;
244 }
245
246 /* Returns true if 'fsm' is in passive mode, false if 'fsm' is in active mode
247  * (the default). */
248 bool
249 reconnect_is_passive(const struct reconnect *fsm)
250 {
251     return fsm->passive;
252 }
253
254 /* Configures 'fsm' for active or passive mode.  In active mode (the default),
255  * the FSM is attempting to connect to a remote host.  In passive mode, the FSM
256  * is listening for connections from a remote host. */
257 void
258 reconnect_set_passive(struct reconnect *fsm, bool passive, long long int now)
259 {
260     if (fsm->passive != passive) {
261         fsm->passive = passive;
262
263         if (passive
264             ? fsm->state & (S_CONNECT_IN_PROGRESS | S_RECONNECT)
265             : fsm->state == S_LISTENING && reconnect_may_retry(fsm)) {
266             reconnect_transition__(fsm, now, S_BACKOFF);
267             fsm->backoff = 0;
268         }
269     }
270 }
271
272 /* Returns true if 'fsm' has been enabled with reconnect_enable().  Calling
273  * another function that indicates a change in connection state, such as
274  * reconnect_disconnected() or reconnect_force_reconnect(), will also enable
275  * a reconnect FSM. */
276 bool
277 reconnect_is_enabled(const struct reconnect *fsm)
278 {
279     return fsm->state != S_VOID;
280 }
281
282 /* If 'fsm' is disabled (the default for newly created FSMs), enables it, so
283  * that the next call to reconnect_run() for 'fsm' will return
284  * RECONNECT_CONNECT.
285  *
286  * If 'fsm' is not disabled, this function has no effect. */
287 void
288 reconnect_enable(struct reconnect *fsm, long long int now)
289 {
290     if (fsm->state == S_VOID && reconnect_may_retry(fsm)) {
291         reconnect_transition__(fsm, now, S_BACKOFF);
292         fsm->backoff = 0;
293     }
294 }
295
296 /* Disables 'fsm'.  Until 'fsm' is enabled again, reconnect_run() will always
297  * return 0. */
298 void
299 reconnect_disable(struct reconnect *fsm, long long int now)
300 {
301     if (fsm->state != S_VOID) {
302         reconnect_transition__(fsm, now, S_VOID);
303     }
304 }
305
306 /* If 'fsm' is enabled and currently connected (or attempting to connect),
307  * forces reconnect_run() for 'fsm' to return RECONNECT_DISCONNECT the next
308  * time it is called, which should cause the client to drop the connection (or
309  * attempt), back off, and then reconnect. */
310 void
311 reconnect_force_reconnect(struct reconnect *fsm, long long int now)
312 {
313     if (fsm->state & (S_CONNECT_IN_PROGRESS | S_ACTIVE | S_IDLE)) {
314         reconnect_transition__(fsm, now, S_RECONNECT);
315     }
316 }
317
318 /* Tell 'fsm' that the connection dropped or that a connection attempt failed.
319  * 'error' specifies the reason: a positive value represents an errno value,
320  * EOF indicates that the connection was closed by the peer (e.g. read()
321  * returned 0), and 0 indicates no specific error.
322  *
323  * The FSM will back off, then reconnect. */
324 void
325 reconnect_disconnected(struct reconnect *fsm, long long int now, int error)
326 {
327     if (!(fsm->state & (S_BACKOFF | S_VOID))) {
328         /* Report what happened. */
329         if (fsm->state & (S_ACTIVE | S_IDLE)) {
330             if (error > 0) {
331                 VLOG_WARN("%s: connection dropped (%s)",
332                           fsm->name, strerror(error));
333             } else if (error == EOF) {
334                 VLOG(fsm->info, "%s: connection closed by peer", fsm->name);
335             } else {
336                 VLOG(fsm->info, "%s: connection dropped", fsm->name);
337             }
338         } else if (fsm->state == S_LISTENING) {
339             if (error > 0) {
340                 VLOG_WARN("%s: error listening for connections (%s)",
341                           fsm->name, strerror(error));
342             } else {
343                 VLOG(fsm->info, "%s: error listening for connections",
344                      fsm->name);
345             }
346         } else {
347             const char *type = fsm->passive ? "listen" : "connection";
348             if (error > 0) {
349                 VLOG_WARN("%s: %s attempt failed (%s)",
350                           fsm->name, type, strerror(error));
351             } else {
352                 VLOG(fsm->info, "%s: %s attempt timed out", fsm->name, type);
353             }
354         }
355
356         /* Back off. */
357         if (fsm->state & (S_ACTIVE | S_IDLE)
358              && (fsm->last_received - fsm->last_connected >= fsm->backoff
359                  || fsm->passive)) {
360             fsm->backoff = fsm->passive ? 0 : fsm->min_backoff;
361         } else {
362             if (fsm->backoff < fsm->min_backoff) {
363                 fsm->backoff = fsm->min_backoff;
364             } else if (fsm->backoff >= fsm->max_backoff / 2) {
365                 fsm->backoff = fsm->max_backoff;
366             } else {
367                 fsm->backoff *= 2;
368             }
369             if (fsm->passive) {
370                 VLOG(fsm->info, "%s: waiting %.3g seconds before trying to "
371                           "listen again", fsm->name, fsm->backoff / 1000.0);
372             } else {
373                 VLOG(fsm->info, "%s: waiting %.3g seconds before reconnect",
374                           fsm->name, fsm->backoff / 1000.0);
375             }
376         }
377
378         reconnect_transition__(fsm, now,
379                                reconnect_may_retry(fsm) ? S_BACKOFF : S_VOID);
380     }
381 }
382
383 /* Tell 'fsm' that a connection or listening attempt is in progress.
384  *
385  * The FSM will start a timer, after which the connection or listening attempt
386  * will be aborted (by returning RECONNECT_DISCONNECT from
387  * reconnect_run()).  */
388 void
389 reconnect_connecting(struct reconnect *fsm, long long int now)
390 {
391     if (fsm->state != S_CONNECT_IN_PROGRESS) {
392         if (fsm->passive) {
393             VLOG(fsm->info, "%s: listening...", fsm->name);
394         } else {
395             VLOG(fsm->info, "%s: connecting...", fsm->name);
396         }
397         reconnect_transition__(fsm, now, S_CONNECT_IN_PROGRESS);
398     }
399 }
400
401 /* Tell 'fsm' that the client is listening for connection attempts.  This state
402  * last indefinitely until the client reports some change.
403  *
404  * The natural progression from this state is for the client to report that a
405  * connection has been accepted or is in progress of being accepted, by calling
406  * reconnect_connecting() or reconnect_connected().
407  *
408  * The client may also report that listening failed (e.g. accept() returned an
409  * unexpected error such as ENOMEM) by calling reconnect_listen_error(), in
410  * which case the FSM will back off and eventually return RECONNECT_CONNECT
411  * from reconnect_run() to tell the client to try listening again. */
412 void
413 reconnect_listening(struct reconnect *fsm, long long int now)
414 {
415     if (fsm->state != S_LISTENING) {
416         VLOG(fsm->info, "%s: listening...", fsm->name);
417         reconnect_transition__(fsm, now, S_LISTENING);
418     }
419 }
420
421 /* Tell 'fsm' that the client's attempt to accept a connection failed
422  * (e.g. accept() returned an unexpected error such as ENOMEM).
423  *
424  * If the FSM is currently listening (reconnect_listening() was called), it
425  * will back off and eventually return RECONNECT_CONNECT from reconnect_run()
426  * to tell the client to try listening again.  If there is an active
427  * connection, this will be delayed until that connection drops. */
428 void
429 reconnect_listen_error(struct reconnect *fsm, long long int now, int error)
430 {
431     if (fsm->state == S_LISTENING) {
432         reconnect_disconnected(fsm, now, error);
433     }
434 }
435
436 /* Tell 'fsm' that the connection was successful.
437  *
438  * The FSM will start the probe interval timer, which is reset by
439  * reconnect_received().  If the timer expires, a probe will be sent (by
440  * returning RECONNECT_PROBE from reconnect_run()).  If the timer expires
441  * again without being reset, the connection will be aborted (by returning
442  * RECONNECT_DISCONNECT from reconnect_run()). */
443 void
444 reconnect_connected(struct reconnect *fsm, long long int now)
445 {
446     if (!is_connected_state(fsm->state)) {
447         reconnect_connecting(fsm, now);
448
449         VLOG(fsm->info, "%s: connected", fsm->name);
450         reconnect_transition__(fsm, now, S_ACTIVE);
451         fsm->last_connected = now;
452     }
453 }
454
455 /* Tell 'fsm' that the connection attempt failed.
456  *
457  * The FSM will back off and attempt to reconnect. */
458 void
459 reconnect_connect_failed(struct reconnect *fsm, long long int now, int error)
460 {
461     reconnect_connecting(fsm, now);
462     reconnect_disconnected(fsm, now, error);
463 }
464
465 /* Tell 'fsm' that some data was received.  This resets the probe interval
466  * timer, so that the connection is known not to be idle. */
467 void
468 reconnect_received(struct reconnect *fsm, long long int now)
469 {
470     if (fsm->state != S_ACTIVE) {
471         reconnect_transition__(fsm, now, S_ACTIVE);
472     }
473     fsm->last_received = now;
474 }
475
476 static void
477 reconnect_transition__(struct reconnect *fsm, long long int now,
478                        enum state state)
479 {
480     if (fsm->state == S_CONNECT_IN_PROGRESS) {
481         fsm->n_attempted_connections++;
482         if (state == S_ACTIVE) {
483             fsm->n_successful_connections++;
484         }
485     }
486     if (is_connected_state(fsm->state) != is_connected_state(state)) {
487         if (is_connected_state(fsm->state)) {
488             fsm->total_connected_duration += now - fsm->last_connected;
489         }
490         fsm->seqno++;
491     }
492
493     VLOG_DBG("%s: entering %s", fsm->name, reconnect_state_name__(state));
494     fsm->state = state;
495     fsm->state_entered = now;
496 }
497
498 static long long int
499 reconnect_deadline__(const struct reconnect *fsm)
500 {
501     assert(fsm->state_entered != LLONG_MIN);
502     switch (fsm->state) {
503     case S_VOID:
504     case S_LISTENING:
505         return LLONG_MAX;
506
507     case S_BACKOFF:
508         return fsm->state_entered + fsm->backoff;
509
510     case S_CONNECT_IN_PROGRESS:
511         return fsm->state_entered + MAX(1000, fsm->backoff);
512
513     case S_ACTIVE:
514         if (fsm->probe_interval) {
515             long long int base = MAX(fsm->last_received, fsm->state_entered);
516             return base + fsm->probe_interval;
517         }
518         return LLONG_MAX;
519
520     case S_IDLE:
521         return fsm->state_entered + fsm->probe_interval;
522
523     case S_RECONNECT:
524         return fsm->state_entered;
525     }
526
527     NOT_REACHED();
528 }
529
530 /* Assesses whether any action should be taken on 'fsm'.  The return value is
531  * one of:
532  *
533  *     - 0: The client need not take any action.
534  *
535  *     - Active client, RECONNECT_CONNECT: The client should start a connection
536  *       attempt and indicate this by calling reconnect_connecting().  If the
537  *       connection attempt has definitely succeeded, it should call
538  *       reconnect_connected().  If the connection attempt has definitely
539  *       failed, it should call reconnect_connect_failed().
540  *
541  *       The FSM is smart enough to back off correctly after successful
542  *       connections that quickly abort, so it is OK to call
543  *       reconnect_connected() after a low-level successful connection
544  *       (e.g. connect()) even if the connection might soon abort due to a
545  *       failure at a high-level (e.g. SSL negotiation failure).
546  *
547  *     - Passive client, RECONNECT_CONNECT: The client should try to listen for
548  *       a connection, if it is not already listening.  It should call
549  *       reconnect_listening() if successful, otherwise reconnect_connecting()
550  *       or reconnected_connect_failed() if the attempt is in progress or
551  *       definitely failed, respectively.
552  *
553  *       A listening passive client should constantly attempt to accept a new
554  *       connection and report an accepted connection with
555  *       reconnect_connected().
556  *
557  *     - RECONNECT_DISCONNECT: The client should abort the current connection
558  *       or connection attempt or listen attempt and call
559  *       reconnect_disconnected() or reconnect_connect_failed() to indicate it.
560  *
561  *     - RECONNECT_PROBE: The client should send some kind of request to the
562  *       peer that will elicit a response, to ensure that the connection is
563  *       indeed in working order.  (This will only be returned if the "probe
564  *       interval" is nonzero--see reconnect_set_probe_interval()).
565  */
566 enum reconnect_action
567 reconnect_run(struct reconnect *fsm, long long int now)
568 {
569     if (now >= reconnect_deadline__(fsm)) {
570         switch (fsm->state) {
571         case S_VOID:
572             return 0;
573
574         case S_BACKOFF:
575             return RECONNECT_CONNECT;
576
577         case S_CONNECT_IN_PROGRESS:
578             return RECONNECT_DISCONNECT;
579
580         case S_ACTIVE:
581             VLOG_DBG("%s: idle %lld ms, sending inactivity probe", fsm->name,
582                      now - MAX(fsm->last_received, fsm->state_entered));
583             reconnect_transition__(fsm, now, S_IDLE);
584             return RECONNECT_PROBE;
585
586         case S_IDLE:
587             VLOG_ERR("%s: no response to inactivity probe after %.3g "
588                      "seconds, disconnecting",
589                      fsm->name, (now - fsm->state_entered) / 1000.0);
590             return RECONNECT_DISCONNECT;
591
592         case S_RECONNECT:
593             return RECONNECT_DISCONNECT;
594
595         case S_LISTENING:
596             return 0;
597         }
598
599         NOT_REACHED();
600     } else {
601         return 0;
602     }
603 }
604
605 /* Causes the next call to poll_block() to wake up when reconnect_run() should
606  * be called on 'fsm'. */
607 void
608 reconnect_wait(struct reconnect *fsm, long long int now)
609 {
610     int timeout = reconnect_timeout(fsm, now);
611     if (timeout >= 0) {
612         poll_timer_wait(timeout);
613     }
614 }
615
616 /* Returns the number of milliseconds after which reconnect_run() should be
617  * called on 'fsm' if nothing else notable happens in the meantime, or a
618  * negative number if this is currently unnecessary. */
619 int
620 reconnect_timeout(struct reconnect *fsm, long long int now)
621 {
622     long long int deadline = reconnect_deadline__(fsm);
623     if (deadline != LLONG_MAX) {
624         long long int remaining = deadline - now;
625         return MAX(0, MIN(INT_MAX, remaining));
626     }
627     return -1;
628 }
629
630 /* Returns true if 'fsm' is currently believed to be connected, that is, if
631  * reconnect_connected() was called more recently than any call to
632  * reconnect_connect_failed() or reconnect_disconnected() or
633  * reconnect_disable(), and false otherwise.  */
634 bool
635 reconnect_is_connected(const struct reconnect *fsm)
636 {
637     return is_connected_state(fsm->state);
638 }
639
640 /* Returns the number of milliseconds for which 'fsm' has been continuously
641  * connected to its peer.  (If 'fsm' is not currently connected, this is 0.) */
642 unsigned int
643 reconnect_get_connection_duration(const struct reconnect *fsm,
644                                   long long int now)
645 {
646     return reconnect_is_connected(fsm) ? now - fsm->last_connected : 0;
647 }
648
649 /* Copies various statistics for 'fsm' into '*stats'. */
650 void
651 reconnect_get_stats(const struct reconnect *fsm, long long int now,
652                     struct reconnect_stats *stats)
653 {
654     stats->creation_time = fsm->creation_time;
655     stats->last_received = fsm->last_received;
656     stats->last_connected = fsm->last_connected;
657     stats->backoff = fsm->backoff;
658     stats->seqno = fsm->seqno;
659     stats->is_connected = reconnect_is_connected(fsm);
660     stats->current_connection_duration
661         = reconnect_get_connection_duration(fsm, now);
662     stats->total_connected_duration = (stats->current_connection_duration
663                                        + fsm->total_connected_duration);
664     stats->n_attempted_connections = fsm->n_attempted_connections;
665     stats->n_successful_connections = fsm->n_successful_connections;
666     stats->state = reconnect_state_name__(fsm->state);
667     stats->state_elapsed = now - fsm->state_entered;
668 }
669
670 static bool
671 reconnect_may_retry(struct reconnect *fsm)
672 {
673     bool may_retry = fsm->max_tries > 0;
674     if (may_retry && fsm->max_tries != UINT_MAX) {
675         fsm->max_tries--;
676     }
677     return may_retry;
678 }