4843cc5423f1384cdc7eb7357f86f1dbd87170c8
[openvswitch] / lib / socket-util.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 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 <assert.h>
21 #include <errno.h>
22 #include <fcntl.h>
23 #include <net/if.h>
24 #include <netdb.h>
25 #include <poll.h>
26 #include <stddef.h>
27 #include <stdio.h>
28 #include <stdlib.h>
29 #include <string.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", strerror(errno));
77             return errno;
78         }
79     } else {
80         VLOG_ERR("fcntl(F_GETFL) failed: %s", 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 int max_fds = -1;
137     if (max_fds < 0) {
138         struct rlimit r;
139         if (!getrlimit(RLIMIT_NOFILE, &r) && rlim_is_finite(r.rlim_cur)) {
140             max_fds = r.rlim_cur;
141         } else {
142             VLOG_WARN("failed to obtain fd limit, defaulting to 1024");
143             max_fds = 1024;
144         }
145     }
146     return max_fds;
147 }
148
149 /* Translates 'host_name', which must be a string representation of an IP
150  * address, into a numeric IP address in '*addr'.  Returns 0 if successful,
151  * otherwise a positive errno value. */
152 int
153 lookup_ip(const char *host_name, struct in_addr *addr)
154 {
155     if (!inet_aton(host_name, addr)) {
156         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
157         VLOG_ERR_RL(&rl, "\"%s\" is not a valid IP address", host_name);
158         return ENOENT;
159     }
160     return 0;
161 }
162
163 /* Translates 'host_name', which must be a string representation of an IPv6
164  * address, into a numeric IPv6 address in '*addr'.  Returns 0 if successful,
165  * otherwise a positive errno value. */
166 int
167 lookup_ipv6(const char *host_name, struct in6_addr *addr)
168 {
169     if (inet_pton(AF_INET6, host_name, addr) != 1) {
170         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 5);
171         VLOG_ERR_RL(&rl, "\"%s\" is not a valid IPv6 address", host_name);
172         return ENOENT;
173     }
174     return 0;
175 }
176
177 /* Translates 'host_name', which must be a host name or a string representation
178  * of an IP address, into a numeric IP address in '*addr'.  Returns 0 if
179  * successful, otherwise a positive errno value.
180  *
181  * Most Open vSwitch code should not use this because it causes deadlocks:
182  * gethostbyname() sends out a DNS request but that starts a new flow for which
183  * OVS must set up a flow, but it can't because it's waiting for a DNS reply.
184  * The synchronous lookup also delays other activity.  (Of course we can solve
185  * this but it doesn't seem worthwhile quite yet.)  */
186 int
187 lookup_hostname(const char *host_name, struct in_addr *addr)
188 {
189     struct hostent *h;
190
191     if (inet_aton(host_name, addr)) {
192         return 0;
193     }
194
195     h = gethostbyname(host_name);
196     if (h) {
197         *addr = *(struct in_addr *) h->h_addr;
198         return 0;
199     }
200
201     return (h_errno == HOST_NOT_FOUND ? ENOENT
202             : h_errno == TRY_AGAIN ? EAGAIN
203             : h_errno == NO_RECOVERY ? EIO
204             : h_errno == NO_ADDRESS ? ENXIO
205             : EINVAL);
206 }
207
208 /* Returns the error condition associated with socket 'fd' and resets the
209  * socket's error status. */
210 int
211 get_socket_error(int fd)
212 {
213     int error;
214
215     if (getsockopt_int(fd, SOL_SOCKET, SO_ERROR, "SO_ERROR", &error)) {
216         error = errno;
217     }
218     return error;
219 }
220
221 int
222 check_connection_completion(int fd)
223 {
224     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 10);
225     struct pollfd pfd;
226     int retval;
227
228     pfd.fd = fd;
229     pfd.events = POLLOUT;
230     do {
231         retval = poll(&pfd, 1, 0);
232     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
233     if (retval == 1) {
234         if (pfd.revents & POLLERR) {
235             ssize_t n = send(fd, "", 1, MSG_DONTWAIT);
236             if (n < 0) {
237                 return errno;
238             } else {
239                 VLOG_ERR_RL(&rl, "poll return POLLERR but send succeeded");
240                 return EPROTO;
241             }
242         }
243         return 0;
244     } else if (retval < 0) {
245         VLOG_ERR_RL(&rl, "poll: %s", strerror(errno));
246         return errno;
247     } else {
248         return EAGAIN;
249     }
250 }
251
252 /* Drain all the data currently in the receive queue of a datagram socket (and
253  * possibly additional data).  There is no way to know how many packets are in
254  * the receive queue, but we do know that the total number of bytes queued does
255  * not exceed the receive buffer size, so we pull packets until none are left
256  * or we've read that many bytes. */
257 int
258 drain_rcvbuf(int fd)
259 {
260     int rcvbuf;
261
262     rcvbuf = get_socket_rcvbuf(fd);
263     if (rcvbuf < 0) {
264         return -rcvbuf;
265     }
266
267     while (rcvbuf > 0) {
268         /* In Linux, specifying MSG_TRUNC in the flags argument causes the
269          * datagram length to be returned, even if that is longer than the
270          * buffer provided.  Thus, we can use a 1-byte buffer to discard the
271          * incoming datagram and still be able to account how many bytes were
272          * removed from the receive buffer.
273          *
274          * On other Unix-like OSes, MSG_TRUNC has no effect in the flags
275          * argument. */
276         char buffer[LINUX_DATAPATH ? 1 : 2048];
277         ssize_t n_bytes = recv(fd, buffer, sizeof buffer,
278                                MSG_TRUNC | MSG_DONTWAIT);
279         if (n_bytes <= 0 || n_bytes >= rcvbuf) {
280             break;
281         }
282         rcvbuf -= n_bytes;
283     }
284     return 0;
285 }
286
287 /* Returns the size of socket 'sock''s receive buffer (SO_RCVBUF), or a
288  * negative errno value if an error occurs. */
289 int
290 get_socket_rcvbuf(int sock)
291 {
292     int rcvbuf;
293     int error;
294
295     error = getsockopt_int(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, "SO_RCVBUF", &rcvbuf);
296     return error ? -error : rcvbuf;
297 }
298
299 /* Reads and discards up to 'n' datagrams from 'fd', stopping as soon as no
300  * more data can be immediately read.  ('fd' should therefore be in
301  * non-blocking mode.)*/
302 void
303 drain_fd(int fd, size_t n_packets)
304 {
305     for (; n_packets > 0; n_packets--) {
306         /* 'buffer' only needs to be 1 byte long in most circumstances.  This
307          * size is defensive against the possibility that we someday want to
308          * use a Linux tap device without TUN_NO_PI, in which case a buffer
309          * smaller than sizeof(struct tun_pi) will give EINVAL on read. */
310         char buffer[128];
311         if (read(fd, buffer, sizeof buffer) <= 0) {
312             break;
313         }
314     }
315 }
316
317 /* Stores in '*un' a sockaddr_un that refers to file 'name'.  Stores in
318  * '*un_len' the size of the sockaddr_un. */
319 static void
320 make_sockaddr_un__(const char *name, struct sockaddr_un *un, socklen_t *un_len)
321 {
322     un->sun_family = AF_UNIX;
323     ovs_strzcpy(un->sun_path, name, sizeof un->sun_path);
324     *un_len = (offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
325                 + strlen (un->sun_path) + 1);
326 }
327
328 /* Stores in '*un' a sockaddr_un that refers to file 'name'.  Stores in
329  * '*un_len' the size of the sockaddr_un.
330  *
331  * Returns 0 on success, otherwise a positive errno value.  On success,
332  * '*dirfdp' is either -1 or a nonnegative file descriptor that the caller
333  * should close after using '*un' to bind or connect.  On failure, '*dirfdp' is
334  * -1. */
335 static int
336 make_sockaddr_un(const char *name, struct sockaddr_un *un, socklen_t *un_len,
337                  int *dirfdp)
338 {
339     enum { MAX_UN_LEN = sizeof un->sun_path - 1 };
340
341     *dirfdp = -1;
342     if (strlen(name) > MAX_UN_LEN) {
343         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 1);
344
345         if (LINUX_DATAPATH) {
346             /* 'name' is too long to fit in a sockaddr_un, but we have a
347              * workaround for that on Linux: shorten it by opening a file
348              * descriptor for the directory part of the name and indirecting
349              * through /proc/self/fd/<dirfd>/<basename>. */
350             char *dir, *base;
351             char *short_name;
352             int dirfd;
353
354             dir = dir_name(name);
355             base = base_name(name);
356
357             dirfd = open(dir, O_DIRECTORY | O_RDONLY);
358             if (dirfd < 0) {
359                 free(base);
360                 free(dir);
361                 return errno;
362             }
363
364             short_name = xasprintf("/proc/self/fd/%d/%s", dirfd, base);
365             free(dir);
366             free(base);
367
368             if (strlen(short_name) <= MAX_UN_LEN) {
369                 make_sockaddr_un__(short_name, un, un_len);
370                 free(short_name);
371                 *dirfdp = dirfd;
372                 return 0;
373             }
374             free(short_name);
375             close(dirfd);
376
377             VLOG_WARN_RL(&rl, "Unix socket name %s is longer than maximum "
378                          "%d bytes (even shortened)", name, MAX_UN_LEN);
379         } else {
380             /* 'name' is too long and we have no workaround. */
381             VLOG_WARN_RL(&rl, "Unix socket name %s is longer than maximum "
382                          "%d bytes", name, MAX_UN_LEN);
383         }
384
385         return ENAMETOOLONG;
386     } else {
387         make_sockaddr_un__(name, un, un_len);
388         return 0;
389     }
390 }
391
392 /* Binds Unix domain socket 'fd' to a file with permissions 0700. */
393 static int
394 bind_unix_socket(int fd, struct sockaddr *sun, socklen_t sun_len)
395 {
396     /* According to _Unix Network Programming_, umask should affect bind(). */
397     mode_t old_umask = umask(0077);
398     int error = bind(fd, sun, sun_len) ? errno : 0;
399     umask(old_umask);
400     return error;
401 }
402
403 /* Creates a Unix domain socket in the given 'style' (either SOCK_DGRAM or
404  * SOCK_STREAM) that is bound to '*bind_path' (if 'bind_path' is non-null) and
405  * connected to '*connect_path' (if 'connect_path' is non-null).  If 'nonblock'
406  * is true, the socket is made non-blocking.
407  *
408  * Returns the socket's fd if successful, otherwise a negative errno value. */
409 int
410 make_unix_socket(int style, bool nonblock,
411                  const char *bind_path, const char *connect_path)
412 {
413     int error;
414     int fd;
415
416     fd = socket(PF_UNIX, style, 0);
417     if (fd < 0) {
418         return -errno;
419     }
420
421     /* Set nonblocking mode right away, if we want it.  This prevents blocking
422      * in connect(), if connect_path != NULL.  (In turn, that's a corner case:
423      * it will only happen if style is SOCK_STREAM or SOCK_SEQPACKET, and only
424      * if a backlog of un-accepted connections has built up in the kernel.)  */
425     if (nonblock) {
426         int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
427         if (flags == -1) {
428             error = errno;
429             goto error;
430         }
431         if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
432             error = errno;
433             goto error;
434         }
435     }
436
437     if (bind_path) {
438         struct sockaddr_un un;
439         socklen_t un_len;
440         int dirfd;
441
442         if (unlink(bind_path) && errno != ENOENT) {
443             VLOG_WARN("unlinking \"%s\": %s\n", bind_path, strerror(errno));
444         }
445         fatal_signal_add_file_to_unlink(bind_path);
446
447         error = make_sockaddr_un(bind_path, &un, &un_len, &dirfd);
448         if (!error) {
449             error = bind_unix_socket(fd, (struct sockaddr *) &un, un_len);
450         }
451         if (dirfd >= 0) {
452             close(dirfd);
453         }
454         if (error) {
455             goto error;
456         }
457     }
458
459     if (connect_path) {
460         struct sockaddr_un un;
461         socklen_t un_len;
462         int dirfd;
463
464         error = make_sockaddr_un(connect_path, &un, &un_len, &dirfd);
465         if (!error
466             && connect(fd, (struct sockaddr*) &un, un_len)
467             && errno != EINPROGRESS) {
468             error = errno;
469         }
470         if (dirfd >= 0) {
471             close(dirfd);
472         }
473         if (error) {
474             goto error;
475         }
476     }
477
478     return fd;
479
480 error:
481     if (error == EAGAIN) {
482         error = EPROTO;
483     }
484     if (bind_path) {
485         fatal_signal_unlink_file_now(bind_path);
486     }
487     close(fd);
488     return -error;
489 }
490
491 int
492 get_unix_name_len(socklen_t sun_len)
493 {
494     return (sun_len >= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
495             ? sun_len - offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
496             : 0);
497 }
498
499 ovs_be32
500 guess_netmask(ovs_be32 ip_)
501 {
502     uint32_t ip = ntohl(ip_);
503     return ((ip >> 31) == 0 ? htonl(0xff000000)   /* Class A */
504             : (ip >> 30) == 2 ? htonl(0xffff0000) /* Class B */
505             : (ip >> 29) == 6 ? htonl(0xffffff00) /* Class C */
506             : htonl(0));                          /* ??? */
507 }
508
509 /* Parses 'target', which should be a string in the format "<host>[:<port>]".
510  * <host> is required.  If 'default_port' is nonzero then <port> is optional
511  * and defaults to 'default_port'.
512  *
513  * On success, returns true and stores the parsed remote address into '*sinp'.
514  * On failure, logs an error, stores zeros into '*sinp', and returns false. */
515 bool
516 inet_parse_active(const char *target_, uint16_t default_port,
517                   struct sockaddr_in *sinp)
518 {
519     char *target = xstrdup(target_);
520     char *save_ptr = NULL;
521     const char *host_name;
522     const char *port_string;
523     bool ok = false;
524
525     /* Defaults. */
526     sinp->sin_family = AF_INET;
527     sinp->sin_port = htons(default_port);
528
529     /* Tokenize. */
530     host_name = strtok_r(target, ":", &save_ptr);
531     port_string = strtok_r(NULL, ":", &save_ptr);
532     if (!host_name) {
533         VLOG_ERR("%s: bad peer name format", target_);
534         goto exit;
535     }
536
537     /* Look up IP, port. */
538     if (lookup_ip(host_name, &sinp->sin_addr)) {
539         goto exit;
540     }
541     if (port_string && atoi(port_string)) {
542         sinp->sin_port = htons(atoi(port_string));
543     } else if (!default_port) {
544         VLOG_ERR("%s: port number must be specified", target_);
545         goto exit;
546     }
547
548     ok = true;
549
550 exit:
551     if (!ok) {
552         memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
553     }
554     free(target);
555     return ok;
556 }
557
558 /* Opens a non-blocking IPv4 socket of the specified 'style' and connects to
559  * 'target', which should be a string in the format "<host>[:<port>]".  <host>
560  * is required.  If 'default_port' is nonzero then <port> is optional and
561  * defaults to 'default_port'.
562  *
563  * 'style' should be SOCK_STREAM (for TCP) or SOCK_DGRAM (for UDP).
564  *
565  * On success, returns 0 (indicating connection complete) or EAGAIN (indicating
566  * connection in progress), in which case the new file descriptor is stored
567  * into '*fdp'.  On failure, returns a positive errno value other than EAGAIN
568  * and stores -1 into '*fdp'.
569  *
570  * If 'sinp' is non-null, then on success the target address is stored into
571  * '*sinp'.
572  *
573  * 'dscp' becomes the DSCP bits in the IP headers for the new connection.  It
574  * should be in the range [0, 63] and will automatically be shifted to the
575  * appropriately place in the IP tos field. */
576 int
577 inet_open_active(int style, const char *target, uint16_t default_port,
578                  struct sockaddr_in *sinp, int *fdp, uint8_t dscp)
579 {
580     struct sockaddr_in sin;
581     int fd = -1;
582     int error;
583
584     /* Parse. */
585     if (!inet_parse_active(target, default_port, &sin)) {
586         error = EAFNOSUPPORT;
587         goto exit;
588     }
589
590     /* Create non-blocking socket. */
591     fd = socket(AF_INET, style, 0);
592     if (fd < 0) {
593         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(errno));
594         error = errno;
595         goto exit;
596     }
597     error = set_nonblocking(fd);
598     if (error) {
599         goto exit;
600     }
601
602     /* The dscp bits must be configured before connect() to ensure that the TOS
603      * field is set during the connection establishment.  If set after
604      * connect(), the handshake SYN frames will be sent with a TOS of 0. */
605     error = set_dscp(fd, dscp);
606     if (error) {
607         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(error));
608         goto exit;
609     }
610
611     /* Connect. */
612     error = connect(fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin) == 0 ? 0 : errno;
613     if (error == EINPROGRESS) {
614         error = EAGAIN;
615     }
616
617 exit:
618     if (!error || error == EAGAIN) {
619         if (sinp) {
620             *sinp = sin;
621         }
622     } else if (fd >= 0) {
623         close(fd);
624         fd = -1;
625     }
626     *fdp = fd;
627     return error;
628 }
629
630 /* Parses 'target', which should be a string in the format "[<port>][:<ip>]":
631  *
632  *      - If 'default_port' is -1, then <port> is required.  Otherwise, if
633  *        <port> is omitted, then 'default_port' is used instead.
634  *
635  *      - If <port> (or 'default_port', if used) is 0, then no port is bound
636  *        and the TCP/IP stack will select a port.
637  *
638  *      - If <ip> is omitted then the IP address is wildcarded.
639  *
640  * If successful, stores the address into '*sinp' and returns true; otherwise
641  * zeros '*sinp' and returns false. */
642 bool
643 inet_parse_passive(const char *target_, int default_port,
644                    struct sockaddr_in *sinp)
645 {
646     char *target = xstrdup(target_);
647     char *string_ptr = target;
648     const char *host_name;
649     const char *port_string;
650     bool ok = false;
651     int port;
652
653     /* Address defaults. */
654     memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
655     sinp->sin_family = AF_INET;
656     sinp->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
657     sinp->sin_port = htons(default_port);
658
659     /* Parse optional port number. */
660     port_string = strsep(&string_ptr, ":");
661     if (port_string && str_to_int(port_string, 10, &port)) {
662         sinp->sin_port = htons(port);
663     } else if (default_port < 0) {
664         VLOG_ERR("%s: port number must be specified", target_);
665         goto exit;
666     }
667
668     /* Parse optional bind IP. */
669     host_name = strsep(&string_ptr, ":");
670     if (host_name && host_name[0] && lookup_ip(host_name, &sinp->sin_addr)) {
671         goto exit;
672     }
673
674     ok = true;
675
676 exit:
677     if (!ok) {
678         memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
679     }
680     free(target);
681     return ok;
682 }
683
684
685 /* Opens a non-blocking IPv4 socket of the specified 'style', binds to
686  * 'target', and listens for incoming connections.  Parses 'target' in the same
687  * way was inet_parse_passive().
688  *
689  * 'style' should be SOCK_STREAM (for TCP) or SOCK_DGRAM (for UDP).
690  *
691  * For TCP, the socket will have SO_REUSEADDR turned on.
692  *
693  * On success, returns a non-negative file descriptor.  On failure, returns a
694  * negative errno value.
695  *
696  * If 'sinp' is non-null, then on success the bound address is stored into
697  * '*sinp'.
698  *
699  * 'dscp' becomes the DSCP bits in the IP headers for the new connection.  It
700  * should be in the range [0, 63] and will automatically be shifted to the
701  * appropriately place in the IP tos field. */
702 int
703 inet_open_passive(int style, const char *target, int default_port,
704                   struct sockaddr_in *sinp, uint8_t dscp)
705 {
706     struct sockaddr_in sin;
707     int fd = 0, error;
708     unsigned int yes = 1;
709
710     if (!inet_parse_passive(target, default_port, &sin)) {
711         return -EAFNOSUPPORT;
712     }
713
714     /* Create non-blocking socket, set SO_REUSEADDR. */
715     fd = socket(AF_INET, style, 0);
716     if (fd < 0) {
717         error = errno;
718         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(error));
719         return -error;
720     }
721     error = set_nonblocking(fd);
722     if (error) {
723         goto error;
724     }
725     if (style == SOCK_STREAM
726         && setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof yes) < 0) {
727         error = errno;
728         VLOG_ERR("%s: setsockopt(SO_REUSEADDR): %s", target, strerror(error));
729         goto error;
730     }
731
732     /* Bind. */
733     if (bind(fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin) < 0) {
734         error = errno;
735         VLOG_ERR("%s: bind: %s", target, strerror(error));
736         goto error;
737     }
738
739     /* The dscp bits must be configured before connect() to ensure that the TOS
740      * field is set during the connection establishment.  If set after
741      * connect(), the handshake SYN frames will be sent with a TOS of 0. */
742     error = set_dscp(fd, dscp);
743     if (error) {
744         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(error));
745         goto error;
746     }
747
748     /* Listen. */
749     if (style == SOCK_STREAM && listen(fd, 10) < 0) {
750         error = errno;
751         VLOG_ERR("%s: listen: %s", target, strerror(error));
752         goto error;
753     }
754
755     if (sinp) {
756         socklen_t sin_len = sizeof sin;
757         if (getsockname(fd, (struct sockaddr *) &sin, &sin_len) < 0){
758             error = errno;
759             VLOG_ERR("%s: getsockname: %s", target, strerror(error));
760             goto error;
761         }
762         if (sin.sin_family != AF_INET || sin_len != sizeof sin) {
763             error = EAFNOSUPPORT;
764             VLOG_ERR("%s: getsockname: invalid socket name", target);
765             goto error;
766         }
767         *sinp = sin;
768     }
769
770     return fd;
771
772 error:
773     close(fd);
774     return -error;
775 }
776
777 /* Returns a readable and writable fd for /dev/null, if successful, otherwise
778  * a negative errno value.  The caller must not close the returned fd (because
779  * the same fd will be handed out to subsequent callers). */
780 int
781 get_null_fd(void)
782 {
783     static int null_fd = -1;
784     if (null_fd < 0) {
785         null_fd = open("/dev/null", O_RDWR);
786         if (null_fd < 0) {
787             int error = errno;
788             VLOG_ERR("could not open /dev/null: %s", strerror(error));
789             return -error;
790         }
791     }
792     return null_fd;
793 }
794
795 int
796 read_fully(int fd, void *p_, size_t size, size_t *bytes_read)
797 {
798     uint8_t *p = p_;
799
800     *bytes_read = 0;
801     while (size > 0) {
802         ssize_t retval = read(fd, p, size);
803         if (retval > 0) {
804             *bytes_read += retval;
805             size -= retval;
806             p += retval;
807         } else if (retval == 0) {
808             return EOF;
809         } else if (errno != EINTR) {
810             return errno;
811         }
812     }
813     return 0;
814 }
815
816 int
817 write_fully(int fd, const void *p_, size_t size, size_t *bytes_written)
818 {
819     const uint8_t *p = p_;
820
821     *bytes_written = 0;
822     while (size > 0) {
823         ssize_t retval = write(fd, p, size);
824         if (retval > 0) {
825             *bytes_written += retval;
826             size -= retval;
827             p += retval;
828         } else if (retval == 0) {
829             VLOG_WARN("write returned 0");
830             return EPROTO;
831         } else if (errno != EINTR) {
832             return errno;
833         }
834     }
835     return 0;
836 }
837
838 /* Given file name 'file_name', fsyncs the directory in which it is contained.
839  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
840 int
841 fsync_parent_dir(const char *file_name)
842 {
843     int error = 0;
844     char *dir;
845     int fd;
846
847     dir = dir_name(file_name);
848     fd = open(dir, O_RDONLY);
849     if (fd >= 0) {
850         if (fsync(fd)) {
851             if (errno == EINVAL || errno == EROFS) {
852                 /* This directory does not support synchronization.  Not
853                  * really an error. */
854             } else {
855                 error = errno;
856                 VLOG_ERR("%s: fsync failed (%s)", dir, strerror(error));
857             }
858         }
859         close(fd);
860     } else {
861         error = errno;
862         VLOG_ERR("%s: open failed (%s)", dir, strerror(error));
863     }
864     free(dir);
865
866     return error;
867 }
868
869 /* Obtains the modification time of the file named 'file_name' to the greatest
870  * supported precision.  If successful, stores the mtime in '*mtime' and
871  * returns 0.  On error, returns a positive errno value and stores zeros in
872  * '*mtime'. */
873 int
874 get_mtime(const char *file_name, struct timespec *mtime)
875 {
876     struct stat s;
877
878     if (!stat(file_name, &s)) {
879         mtime->tv_sec = s.st_mtime;
880
881 #if HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM_TV_NSEC
882         mtime->tv_nsec = s.st_mtim.tv_nsec;
883 #elif HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIMENSEC
884         mtime->tv_nsec = s.st_mtimensec;
885 #else
886         mtime->tv_nsec = 0;
887 #endif
888
889         return 0;
890     } else {
891         mtime->tv_sec = mtime->tv_nsec = 0;
892         return errno;
893     }
894 }
895
896 void
897 xpipe(int fds[2])
898 {
899     if (pipe(fds)) {
900         VLOG_FATAL("failed to create pipe (%s)", strerror(errno));
901     }
902 }
903
904 void
905 xpipe_nonblocking(int fds[2])
906 {
907     xpipe(fds);
908     xset_nonblocking(fds[0]);
909     xset_nonblocking(fds[1]);
910 }
911
912 void
913 xsocketpair(int domain, int type, int protocol, int fds[2])
914 {
915     if (socketpair(domain, type, protocol, fds)) {
916         VLOG_FATAL("failed to create socketpair (%s)", strerror(errno));
917     }
918 }
919
920 static int
921 getsockopt_int(int fd, int level, int option, const char *optname, int *valuep)
922 {
923     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 10);
924     socklen_t len;
925     int value;
926     int error;
927
928     len = sizeof value;
929     if (getsockopt(fd, level, option, &value, &len)) {
930         error = errno;
931         VLOG_ERR_RL(&rl, "getsockopt(%s): %s", optname, strerror(error));
932     } else if (len != sizeof value) {
933         error = EINVAL;
934         VLOG_ERR_RL(&rl, "getsockopt(%s): value is %u bytes (expected %zu)",
935                     optname, (unsigned int) len, sizeof value);
936     } else {
937         error = 0;
938     }
939
940     *valuep = error ? 0 : value;
941     return error;
942 }
943
944 static void
945 describe_sockaddr(struct ds *string, int fd,
946                   int (*getaddr)(int, struct sockaddr *, socklen_t *))
947 {
948     struct sockaddr_storage ss;
949     socklen_t len = sizeof ss;
950
951     if (!getaddr(fd, (struct sockaddr *) &ss, &len)) {
952         if (ss.ss_family == AF_INET) {
953             struct sockaddr_in sin;
954
955             memcpy(&sin, &ss, sizeof sin);
956             ds_put_format(string, IP_FMT":%"PRIu16,
957                           IP_ARGS(&sin.sin_addr.s_addr), ntohs(sin.sin_port));
958         } else if (ss.ss_family == AF_UNIX) {
959             struct sockaddr_un sun;
960             const char *null;
961             size_t maxlen;
962
963             memcpy(&sun, &ss, sizeof sun);
964             maxlen = len - offsetof(struct sockaddr_un, sun_path);
965             null = memchr(sun.sun_path, '\0', maxlen);
966             ds_put_buffer(string, sun.sun_path,
967                           null ? null - sun.sun_path : maxlen);
968         }
969 #ifdef HAVE_NETLINK
970         else if (ss.ss_family == AF_NETLINK) {
971             int protocol;
972
973 /* SO_PROTOCOL was introduced in 2.6.32.  Support it regardless of the version
974  * of the Linux kernel headers in use at build time. */
975 #ifndef SO_PROTOCOL
976 #define SO_PROTOCOL 38
977 #endif
978
979             if (!getsockopt_int(fd, SOL_SOCKET, SO_PROTOCOL, "SO_PROTOCOL",
980                                 &protocol)) {
981                 switch (protocol) {
982                 case NETLINK_ROUTE:
983                     ds_put_cstr(string, "NETLINK_ROUTE");
984                     break;
985
986                 case NETLINK_GENERIC:
987                     ds_put_cstr(string, "NETLINK_GENERIC");
988                     break;
989
990                 default:
991                     ds_put_format(string, "AF_NETLINK family %d", protocol);
992                     break;
993                 }
994             } else {
995                 ds_put_cstr(string, "AF_NETLINK");
996             }
997         }
998 #endif
999 #if AF_PACKET && LINUX_DATAPATH
1000         else if (ss.ss_family == AF_PACKET) {
1001             struct sockaddr_ll sll;
1002
1003             memcpy(&sll, &ss, sizeof sll);
1004             ds_put_cstr(string, "AF_PACKET");
1005             if (sll.sll_ifindex) {
1006                 char name[IFNAMSIZ];
1007
1008                 if (if_indextoname(sll.sll_ifindex, name)) {
1009                     ds_put_format(string, "(%s)", name);
1010                 } else {
1011                     ds_put_format(string, "(ifindex=%d)", sll.sll_ifindex);
1012                 }
1013             }
1014             if (sll.sll_protocol) {
1015                 ds_put_format(string, "(protocol=0x%"PRIu16")",
1016                               ntohs(sll.sll_protocol));
1017             }
1018         }
1019 #endif
1020         else if (ss.ss_family == AF_UNSPEC) {
1021             ds_put_cstr(string, "AF_UNSPEC");
1022         } else {
1023             ds_put_format(string, "AF_%d", (int) ss.ss_family);
1024         }
1025     }
1026 }
1027
1028
1029 #ifdef LINUX_DATAPATH
1030 static void
1031 put_fd_filename(struct ds *string, int fd)
1032 {
1033     char buf[1024];
1034     char *linkname;
1035     int n;
1036
1037     linkname = xasprintf("/proc/self/fd/%d", fd);
1038     n = readlink(linkname, buf, sizeof buf);
1039     if (n > 0) {
1040         ds_put_char(string, ' ');
1041         ds_put_buffer(string, buf, n);
1042         if (n > sizeof buf) {
1043             ds_put_cstr(string, "...");
1044         }
1045     }
1046     free(linkname);
1047 }
1048 #endif
1049
1050 /* Returns a malloc()'d string describing 'fd', for use in logging. */
1051 char *
1052 describe_fd(int fd)
1053 {
1054     struct ds string;
1055     struct stat s;
1056
1057     ds_init(&string);
1058     if (fstat(fd, &s)) {
1059         ds_put_format(&string, "fstat failed (%s)", strerror(errno));
1060     } else if (S_ISSOCK(s.st_mode)) {
1061         describe_sockaddr(&string, fd, getsockname);
1062         ds_put_cstr(&string, "<->");
1063         describe_sockaddr(&string, fd, getpeername);
1064     } else {
1065         ds_put_cstr(&string, (isatty(fd) ? "tty"
1066                               : S_ISDIR(s.st_mode) ? "directory"
1067                               : S_ISCHR(s.st_mode) ? "character device"
1068                               : S_ISBLK(s.st_mode) ? "block device"
1069                               : S_ISREG(s.st_mode) ? "file"
1070                               : S_ISFIFO(s.st_mode) ? "FIFO"
1071                               : S_ISLNK(s.st_mode) ? "symbolic link"
1072                               : "unknown"));
1073 #ifdef LINUX_DATAPATH
1074         put_fd_filename(&string, fd);
1075 #endif
1076     }
1077     return ds_steal_cstr(&string);
1078 }
1079
1080 /* Returns the total of the 'iov_len' members of the 'n_iovs' in 'iovs'.
1081  * The caller must ensure that the total does not exceed SIZE_MAX. */
1082 size_t
1083 iovec_len(const struct iovec iovs[], size_t n_iovs)
1084 {
1085     size_t len = 0;
1086     size_t i;
1087
1088     for (i = 0; i < n_iovs; i++) {
1089         len += iovs[i].iov_len;
1090     }
1091     return len;
1092 }
1093
1094 /* Returns true if all of the 'n_iovs' iovecs in 'iovs' have length zero. */
1095 bool
1096 iovec_is_empty(const struct iovec iovs[], size_t n_iovs)
1097 {
1098     size_t i;
1099
1100     for (i = 0; i < n_iovs; i++) {
1101         if (iovs[i].iov_len) {
1102             return false;
1103         }
1104     }
1105     return true;
1106 }
1107
1108 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1109  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  Returns the number of bytes
1110  * successfully sent or -1 if an error occurred.  On error, sets errno
1111  * appropriately.  */
1112 int
1113 send_iovec_and_fds(int sock,
1114                    const struct iovec *iovs, size_t n_iovs,
1115                    const int fds[], size_t n_fds)
1116 {
1117     assert(sock >= 0);
1118     if (n_fds > 0) {
1119         union {
1120             struct cmsghdr cm;
1121             char control[CMSG_SPACE(SOUTIL_MAX_FDS * sizeof *fds)];
1122         } cmsg;
1123         struct msghdr msg;
1124
1125         assert(!iovec_is_empty(iovs, n_iovs));
1126         assert(n_fds <= SOUTIL_MAX_FDS);
1127
1128         memset(&cmsg, 0, sizeof cmsg);
1129         cmsg.cm.cmsg_len = CMSG_LEN(n_fds * sizeof *fds);
1130         cmsg.cm.cmsg_level = SOL_SOCKET;
1131         cmsg.cm.cmsg_type = SCM_RIGHTS;
1132         memcpy(CMSG_DATA(&cmsg.cm), fds, n_fds * sizeof *fds);
1133
1134         msg.msg_name = NULL;
1135         msg.msg_namelen = 0;
1136         msg.msg_iov = (struct iovec *) iovs;
1137         msg.msg_iovlen = n_iovs;
1138         msg.msg_control = &cmsg.cm;
1139         msg.msg_controllen = CMSG_SPACE(n_fds * sizeof *fds);
1140         msg.msg_flags = 0;
1141
1142         return sendmsg(sock, &msg, 0);
1143     } else {
1144         return writev(sock, iovs, n_iovs);
1145     }
1146 }
1147
1148 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1149  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  If 'skip_bytes' is nonzero, then the
1150  * first 'skip_bytes' of data in the iovecs are not sent, and none of the file
1151  * descriptors are sent.  The function continues to retry sending until an
1152  * error (other than EINTR) occurs or all the data and fds are sent.
1153  *
1154  * Returns 0 if all the data and fds were successfully sent, otherwise a
1155  * positive errno value.  Regardless of success, stores the number of bytes
1156  * sent (always at least 'skip_bytes') in '*bytes_sent'.  (If at least one byte
1157  * is sent, then all the fds have been sent.)
1158  *
1159  * 'skip_bytes' must be less than or equal to iovec_len(iovs, n_iovs). */
1160 int
1161 send_iovec_and_fds_fully(int sock,
1162                          const struct iovec iovs[], size_t n_iovs,
1163                          const int fds[], size_t n_fds,
1164                          size_t skip_bytes, size_t *bytes_sent)
1165 {
1166     *bytes_sent = 0;
1167     while (n_iovs > 0) {
1168         int retval;
1169
1170         if (skip_bytes) {
1171             retval = skip_bytes;
1172             skip_bytes = 0;
1173         } else if (!*bytes_sent) {
1174             retval = send_iovec_and_fds(sock, iovs, n_iovs, fds, n_fds);
1175         } else {
1176             retval = writev(sock, iovs, n_iovs);
1177         }
1178
1179         if (retval > 0) {
1180             *bytes_sent += retval;
1181             while (retval > 0) {
1182                 const uint8_t *base = iovs->iov_base;
1183                 size_t len = iovs->iov_len;
1184
1185                 if (retval < len) {
1186                     size_t sent;
1187                     int error;
1188
1189                     error = write_fully(sock, base + retval, len - retval,
1190                                         &sent);
1191                     *bytes_sent += sent;
1192                     retval += sent;
1193                     if (error) {
1194                         return error;
1195                     }
1196                 }
1197                 retval -= len;
1198                 iovs++;
1199                 n_iovs--;
1200             }
1201         } else if (retval == 0) {
1202             if (iovec_is_empty(iovs, n_iovs)) {
1203                 break;
1204             }
1205             VLOG_WARN("send returned 0");
1206             return EPROTO;
1207         } else if (errno != EINTR) {
1208             return errno;
1209         }
1210     }
1211
1212     return 0;
1213 }
1214
1215 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1216  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  The function continues to retry
1217  * sending until an error (other than EAGAIN or EINTR) occurs or all the data
1218  * and fds are sent.  Upon EAGAIN, the function blocks until the socket is
1219  * ready for more data.
1220  *
1221  * Returns 0 if all the data and fds were successfully sent, otherwise a
1222  * positive errno value. */
1223 int
1224 send_iovec_and_fds_fully_block(int sock,
1225                                const struct iovec iovs[], size_t n_iovs,
1226                                const int fds[], size_t n_fds)
1227 {
1228     size_t sent = 0;
1229
1230     for (;;) {
1231         int error;
1232
1233         error = send_iovec_and_fds_fully(sock, iovs, n_iovs,
1234                                          fds, n_fds, sent, &sent);
1235         if (error != EAGAIN) {
1236             return error;
1237         }
1238         poll_fd_wait(sock, POLLOUT);
1239         poll_block();
1240     }
1241 }
1242
1243 /* Attempts to receive from Unix domain socket 'sock' up to 'size' bytes of
1244  * data into 'data' and up to SOUTIL_MAX_FDS file descriptors into 'fds'.
1245  *
1246  *      - Upon success, returns the number of bytes of data copied into 'data'
1247  *        and stores the number of received file descriptors into '*n_fdsp'.
1248  *
1249  *      - On failure, returns a negative errno value and stores 0 in
1250  *        '*n_fdsp'.
1251  *
1252  *      - On EOF, returns 0 and stores 0 in '*n_fdsp'. */
1253 int
1254 recv_data_and_fds(int sock,
1255                   void *data, size_t size,
1256                   int fds[SOUTIL_MAX_FDS], size_t *n_fdsp)
1257 {
1258     union {
1259         struct cmsghdr cm;
1260         char control[CMSG_SPACE(SOUTIL_MAX_FDS * sizeof *fds)];
1261     } cmsg;
1262     struct msghdr msg;
1263     int retval;
1264     struct cmsghdr *p;
1265     size_t i;
1266
1267     *n_fdsp = 0;
1268
1269     do {
1270         struct iovec iov;
1271
1272         iov.iov_base = data;
1273         iov.iov_len = size;
1274
1275         msg.msg_name = NULL;
1276         msg.msg_namelen = 0;
1277         msg.msg_iov = &iov;
1278         msg.msg_iovlen = 1;
1279         msg.msg_control = &cmsg.cm;
1280         msg.msg_controllen = sizeof cmsg.control;
1281         msg.msg_flags = 0;
1282
1283         retval = recvmsg(sock, &msg, 0);
1284     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
1285     if (retval <= 0) {
1286         return retval < 0 ? -errno : 0;
1287     }
1288
1289     for (p = CMSG_FIRSTHDR(&msg); p; p = CMSG_NXTHDR(&msg, p)) {
1290         if (p->cmsg_level != SOL_SOCKET || p->cmsg_type != SCM_RIGHTS) {
1291             VLOG_ERR("unexpected control message %d:%d",
1292                      p->cmsg_level, p->cmsg_type);
1293             goto error;
1294         } else if (*n_fdsp) {
1295             VLOG_ERR("multiple SCM_RIGHTS received");
1296             goto error;
1297         } else {
1298             size_t n_fds = (p->cmsg_len - CMSG_LEN(0)) / sizeof *fds;
1299             const int *fds_data = (const int *) CMSG_DATA(p);
1300
1301             assert(n_fds > 0);
1302             if (n_fds > SOUTIL_MAX_FDS) {
1303                 VLOG_ERR("%zu fds received but only %d supported",
1304                          n_fds, SOUTIL_MAX_FDS);
1305                 for (i = 0; i < n_fds; i++) {
1306                     close(fds_data[i]);
1307                 }
1308                 goto error;
1309             }
1310
1311             *n_fdsp = n_fds;
1312             memcpy(fds, fds_data, n_fds * sizeof *fds);
1313         }
1314     }
1315
1316     return retval;
1317
1318 error:
1319     for (i = 0; i < *n_fdsp; i++) {
1320         close(fds[i]);
1321     }
1322     *n_fdsp = 0;
1323     return EPROTO;
1324 }