a37dfe4aa5cbf01572d87d69b0b3e6be2d6b7771
[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     struct pollfd pfd;
225     int retval;
226
227     pfd.fd = fd;
228     pfd.events = POLLOUT;
229     do {
230         retval = poll(&pfd, 1, 0);
231     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
232     if (retval == 1) {
233         return get_socket_error(fd);
234     } else if (retval < 0) {
235         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 10);
236         VLOG_ERR_RL(&rl, "poll: %s", strerror(errno));
237         return errno;
238     } else {
239         return EAGAIN;
240     }
241 }
242
243 /* Drain all the data currently in the receive queue of a datagram socket (and
244  * possibly additional data).  There is no way to know how many packets are in
245  * the receive queue, but we do know that the total number of bytes queued does
246  * not exceed the receive buffer size, so we pull packets until none are left
247  * or we've read that many bytes. */
248 int
249 drain_rcvbuf(int fd)
250 {
251     int rcvbuf;
252
253     rcvbuf = get_socket_rcvbuf(fd);
254     if (rcvbuf < 0) {
255         return -rcvbuf;
256     }
257
258     while (rcvbuf > 0) {
259         /* In Linux, specifying MSG_TRUNC in the flags argument causes the
260          * datagram length to be returned, even if that is longer than the
261          * buffer provided.  Thus, we can use a 1-byte buffer to discard the
262          * incoming datagram and still be able to account how many bytes were
263          * removed from the receive buffer.
264          *
265          * On other Unix-like OSes, MSG_TRUNC has no effect in the flags
266          * argument. */
267         char buffer[LINUX_DATAPATH ? 1 : 2048];
268         ssize_t n_bytes = recv(fd, buffer, sizeof buffer,
269                                MSG_TRUNC | MSG_DONTWAIT);
270         if (n_bytes <= 0 || n_bytes >= rcvbuf) {
271             break;
272         }
273         rcvbuf -= n_bytes;
274     }
275     return 0;
276 }
277
278 /* Returns the size of socket 'sock''s receive buffer (SO_RCVBUF), or a
279  * negative errno value if an error occurs. */
280 int
281 get_socket_rcvbuf(int sock)
282 {
283     int rcvbuf;
284     int error;
285
286     error = getsockopt_int(sock, SOL_SOCKET, SO_RCVBUF, "SO_RCVBUF", &rcvbuf);
287     return error ? -error : rcvbuf;
288 }
289
290 /* Reads and discards up to 'n' datagrams from 'fd', stopping as soon as no
291  * more data can be immediately read.  ('fd' should therefore be in
292  * non-blocking mode.)*/
293 void
294 drain_fd(int fd, size_t n_packets)
295 {
296     for (; n_packets > 0; n_packets--) {
297         /* 'buffer' only needs to be 1 byte long in most circumstances.  This
298          * size is defensive against the possibility that we someday want to
299          * use a Linux tap device without TUN_NO_PI, in which case a buffer
300          * smaller than sizeof(struct tun_pi) will give EINVAL on read. */
301         char buffer[128];
302         if (read(fd, buffer, sizeof buffer) <= 0) {
303             break;
304         }
305     }
306 }
307
308 /* Stores in '*un' a sockaddr_un that refers to file 'name'.  Stores in
309  * '*un_len' the size of the sockaddr_un. */
310 static void
311 make_sockaddr_un__(const char *name, struct sockaddr_un *un, socklen_t *un_len)
312 {
313     un->sun_family = AF_UNIX;
314     ovs_strzcpy(un->sun_path, name, sizeof un->sun_path);
315     *un_len = (offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
316                 + strlen (un->sun_path) + 1);
317 }
318
319 /* Stores in '*un' a sockaddr_un that refers to file 'name'.  Stores in
320  * '*un_len' the size of the sockaddr_un.
321  *
322  * Returns 0 on success, otherwise a positive errno value.  On success,
323  * '*dirfdp' is either -1 or a nonnegative file descriptor that the caller
324  * should close after using '*un' to bind or connect.  On failure, '*dirfdp' is
325  * -1. */
326 static int
327 make_sockaddr_un(const char *name, struct sockaddr_un *un, socklen_t *un_len,
328                  int *dirfdp)
329 {
330     enum { MAX_UN_LEN = sizeof un->sun_path - 1 };
331
332     *dirfdp = -1;
333     if (strlen(name) > MAX_UN_LEN) {
334         static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(1, 1);
335
336         if (LINUX_DATAPATH) {
337             /* 'name' is too long to fit in a sockaddr_un, but we have a
338              * workaround for that on Linux: shorten it by opening a file
339              * descriptor for the directory part of the name and indirecting
340              * through /proc/self/fd/<dirfd>/<basename>. */
341             char *dir, *base;
342             char *short_name;
343             int dirfd;
344
345             dir = dir_name(name);
346             base = base_name(name);
347
348             dirfd = open(dir, O_DIRECTORY | O_RDONLY);
349             if (dirfd < 0) {
350                 free(base);
351                 free(dir);
352                 return errno;
353             }
354
355             short_name = xasprintf("/proc/self/fd/%d/%s", dirfd, base);
356             free(dir);
357             free(base);
358
359             if (strlen(short_name) <= MAX_UN_LEN) {
360                 make_sockaddr_un__(short_name, un, un_len);
361                 free(short_name);
362                 *dirfdp = dirfd;
363                 return 0;
364             }
365             free(short_name);
366             close(dirfd);
367
368             VLOG_WARN_RL(&rl, "Unix socket name %s is longer than maximum "
369                          "%d bytes (even shortened)", name, MAX_UN_LEN);
370         } else {
371             /* 'name' is too long and we have no workaround. */
372             VLOG_WARN_RL(&rl, "Unix socket name %s is longer than maximum "
373                          "%d bytes", name, MAX_UN_LEN);
374         }
375
376         return ENAMETOOLONG;
377     } else {
378         make_sockaddr_un__(name, un, un_len);
379         return 0;
380     }
381 }
382
383 /* Binds Unix domain socket 'fd' to a file with permissions 0700. */
384 static int
385 bind_unix_socket(int fd, struct sockaddr *sun, socklen_t sun_len)
386 {
387     /* According to _Unix Network Programming_, umask should affect bind(). */
388     mode_t old_umask = umask(0077);
389     int error = bind(fd, sun, sun_len) ? errno : 0;
390     umask(old_umask);
391     return error;
392 }
393
394 /* Creates a Unix domain socket in the given 'style' (either SOCK_DGRAM or
395  * SOCK_STREAM) that is bound to '*bind_path' (if 'bind_path' is non-null) and
396  * connected to '*connect_path' (if 'connect_path' is non-null).  If 'nonblock'
397  * is true, the socket is made non-blocking.
398  *
399  * Returns the socket's fd if successful, otherwise a negative errno value. */
400 int
401 make_unix_socket(int style, bool nonblock,
402                  const char *bind_path, const char *connect_path)
403 {
404     int error;
405     int fd;
406
407     fd = socket(PF_UNIX, style, 0);
408     if (fd < 0) {
409         return -errno;
410     }
411
412     /* Set nonblocking mode right away, if we want it.  This prevents blocking
413      * in connect(), if connect_path != NULL.  (In turn, that's a corner case:
414      * it will only happen if style is SOCK_STREAM or SOCK_SEQPACKET, and only
415      * if a backlog of un-accepted connections has built up in the kernel.)  */
416     if (nonblock) {
417         int flags = fcntl(fd, F_GETFL, 0);
418         if (flags == -1) {
419             error = errno;
420             goto error;
421         }
422         if (fcntl(fd, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK) == -1) {
423             error = errno;
424             goto error;
425         }
426     }
427
428     if (bind_path) {
429         struct sockaddr_un un;
430         socklen_t un_len;
431         int dirfd;
432
433         if (unlink(bind_path) && errno != ENOENT) {
434             VLOG_WARN("unlinking \"%s\": %s\n", bind_path, strerror(errno));
435         }
436         fatal_signal_add_file_to_unlink(bind_path);
437
438         error = make_sockaddr_un(bind_path, &un, &un_len, &dirfd);
439         if (!error) {
440             error = bind_unix_socket(fd, (struct sockaddr *) &un, un_len);
441         }
442         if (dirfd >= 0) {
443             close(dirfd);
444         }
445         if (error) {
446             goto error;
447         }
448     }
449
450     if (connect_path) {
451         struct sockaddr_un un;
452         socklen_t un_len;
453         int dirfd;
454
455         error = make_sockaddr_un(connect_path, &un, &un_len, &dirfd);
456         if (!error
457             && connect(fd, (struct sockaddr*) &un, un_len)
458             && errno != EINPROGRESS) {
459             error = errno;
460         }
461         if (dirfd >= 0) {
462             close(dirfd);
463         }
464         if (error) {
465             goto error;
466         }
467     }
468
469     return fd;
470
471 error:
472     if (error == EAGAIN) {
473         error = EPROTO;
474     }
475     if (bind_path) {
476         fatal_signal_unlink_file_now(bind_path);
477     }
478     close(fd);
479     return -error;
480 }
481
482 int
483 get_unix_name_len(socklen_t sun_len)
484 {
485     return (sun_len >= offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
486             ? sun_len - offsetof(struct sockaddr_un, sun_path)
487             : 0);
488 }
489
490 ovs_be32
491 guess_netmask(ovs_be32 ip_)
492 {
493     uint32_t ip = ntohl(ip_);
494     return ((ip >> 31) == 0 ? htonl(0xff000000)   /* Class A */
495             : (ip >> 30) == 2 ? htonl(0xffff0000) /* Class B */
496             : (ip >> 29) == 6 ? htonl(0xffffff00) /* Class C */
497             : htonl(0));                          /* ??? */
498 }
499
500 /* Parses 'target', which should be a string in the format "<host>[:<port>]".
501  * <host> is required.  If 'default_port' is nonzero then <port> is optional
502  * and defaults to 'default_port'.
503  *
504  * On success, returns true and stores the parsed remote address into '*sinp'.
505  * On failure, logs an error, stores zeros into '*sinp', and returns false. */
506 bool
507 inet_parse_active(const char *target_, uint16_t default_port,
508                   struct sockaddr_in *sinp)
509 {
510     char *target = xstrdup(target_);
511     char *save_ptr = NULL;
512     const char *host_name;
513     const char *port_string;
514     bool ok = false;
515
516     /* Defaults. */
517     sinp->sin_family = AF_INET;
518     sinp->sin_port = htons(default_port);
519
520     /* Tokenize. */
521     host_name = strtok_r(target, ":", &save_ptr);
522     port_string = strtok_r(NULL, ":", &save_ptr);
523     if (!host_name) {
524         VLOG_ERR("%s: bad peer name format", target_);
525         goto exit;
526     }
527
528     /* Look up IP, port. */
529     if (lookup_ip(host_name, &sinp->sin_addr)) {
530         goto exit;
531     }
532     if (port_string && atoi(port_string)) {
533         sinp->sin_port = htons(atoi(port_string));
534     } else if (!default_port) {
535         VLOG_ERR("%s: port number must be specified", target_);
536         goto exit;
537     }
538
539     ok = true;
540
541 exit:
542     if (!ok) {
543         memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
544     }
545     free(target);
546     return ok;
547 }
548
549 /* Opens a non-blocking IPv4 socket of the specified 'style' and connects to
550  * 'target', which should be a string in the format "<host>[:<port>]".  <host>
551  * is required.  If 'default_port' is nonzero then <port> is optional and
552  * defaults to 'default_port'.
553  *
554  * 'style' should be SOCK_STREAM (for TCP) or SOCK_DGRAM (for UDP).
555  *
556  * On success, returns 0 (indicating connection complete) or EAGAIN (indicating
557  * connection in progress), in which case the new file descriptor is stored
558  * into '*fdp'.  On failure, returns a positive errno value other than EAGAIN
559  * and stores -1 into '*fdp'.
560  *
561  * If 'sinp' is non-null, then on success the target address is stored into
562  * '*sinp'.
563  *
564  * 'dscp' becomes the DSCP bits in the IP headers for the new connection.  It
565  * should be in the range [0, 63] and will automatically be shifted to the
566  * appropriately place in the IP tos field. */
567 int
568 inet_open_active(int style, const char *target, uint16_t default_port,
569                  struct sockaddr_in *sinp, int *fdp, uint8_t dscp)
570 {
571     struct sockaddr_in sin;
572     int fd = -1;
573     int error;
574
575     /* Parse. */
576     if (!inet_parse_active(target, default_port, &sin)) {
577         error = EAFNOSUPPORT;
578         goto exit;
579     }
580
581     /* Create non-blocking socket. */
582     fd = socket(AF_INET, style, 0);
583     if (fd < 0) {
584         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(errno));
585         error = errno;
586         goto exit;
587     }
588     error = set_nonblocking(fd);
589     if (error) {
590         goto exit;
591     }
592
593     /* The dscp bits must be configured before connect() to ensure that the TOS
594      * field is set during the connection establishment.  If set after
595      * connect(), the handshake SYN frames will be sent with a TOS of 0. */
596     error = set_dscp(fd, dscp);
597     if (error) {
598         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(error));
599         goto exit;
600     }
601
602     /* Connect. */
603     error = connect(fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin) == 0 ? 0 : errno;
604     if (error == EINPROGRESS) {
605         error = EAGAIN;
606     }
607
608 exit:
609     if (!error || error == EAGAIN) {
610         if (sinp) {
611             *sinp = sin;
612         }
613     } else if (fd >= 0) {
614         close(fd);
615     }
616     *fdp = fd;
617     return error;
618 }
619
620 /* Parses 'target', which should be a string in the format "[<port>][:<ip>]":
621  *
622  *      - If 'default_port' is -1, then <port> is required.  Otherwise, if
623  *        <port> is omitted, then 'default_port' is used instead.
624  *
625  *      - If <port> (or 'default_port', if used) is 0, then no port is bound
626  *        and the TCP/IP stack will select a port.
627  *
628  *      - If <ip> is omitted then the IP address is wildcarded.
629  *
630  * If successful, stores the address into '*sinp' and returns true; otherwise
631  * zeros '*sinp' and returns false. */
632 bool
633 inet_parse_passive(const char *target_, int default_port,
634                    struct sockaddr_in *sinp)
635 {
636     char *target = xstrdup(target_);
637     char *string_ptr = target;
638     const char *host_name;
639     const char *port_string;
640     bool ok = false;
641     int port;
642
643     /* Address defaults. */
644     memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
645     sinp->sin_family = AF_INET;
646     sinp->sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);
647     sinp->sin_port = htons(default_port);
648
649     /* Parse optional port number. */
650     port_string = strsep(&string_ptr, ":");
651     if (port_string && str_to_int(port_string, 10, &port)) {
652         sinp->sin_port = htons(port);
653     } else if (default_port < 0) {
654         VLOG_ERR("%s: port number must be specified", target_);
655         goto exit;
656     }
657
658     /* Parse optional bind IP. */
659     host_name = strsep(&string_ptr, ":");
660     if (host_name && host_name[0] && lookup_ip(host_name, &sinp->sin_addr)) {
661         goto exit;
662     }
663
664     ok = true;
665
666 exit:
667     if (!ok) {
668         memset(sinp, 0, sizeof *sinp);
669     }
670     free(target);
671     return ok;
672 }
673
674
675 /* Opens a non-blocking IPv4 socket of the specified 'style', binds to
676  * 'target', and listens for incoming connections.  Parses 'target' in the same
677  * way was inet_parse_passive().
678  *
679  * 'style' should be SOCK_STREAM (for TCP) or SOCK_DGRAM (for UDP).
680  *
681  * For TCP, the socket will have SO_REUSEADDR turned on.
682  *
683  * On success, returns a non-negative file descriptor.  On failure, returns a
684  * negative errno value.
685  *
686  * If 'sinp' is non-null, then on success the bound address is stored into
687  * '*sinp'.
688  *
689  * 'dscp' becomes the DSCP bits in the IP headers for the new connection.  It
690  * should be in the range [0, 63] and will automatically be shifted to the
691  * appropriately place in the IP tos field. */
692 int
693 inet_open_passive(int style, const char *target, int default_port,
694                   struct sockaddr_in *sinp, uint8_t dscp)
695 {
696     struct sockaddr_in sin;
697     int fd = 0, error;
698     unsigned int yes = 1;
699
700     if (!inet_parse_passive(target, default_port, &sin)) {
701         return -EAFNOSUPPORT;
702     }
703
704     /* Create non-blocking socket, set SO_REUSEADDR. */
705     fd = socket(AF_INET, style, 0);
706     if (fd < 0) {
707         error = errno;
708         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(error));
709         return -error;
710     }
711     error = set_nonblocking(fd);
712     if (error) {
713         goto error;
714     }
715     if (style == SOCK_STREAM
716         && setsockopt(fd, SOL_SOCKET, SO_REUSEADDR, &yes, sizeof yes) < 0) {
717         error = errno;
718         VLOG_ERR("%s: setsockopt(SO_REUSEADDR): %s", target, strerror(error));
719         goto error;
720     }
721
722     /* Bind. */
723     if (bind(fd, (struct sockaddr *) &sin, sizeof sin) < 0) {
724         error = errno;
725         VLOG_ERR("%s: bind: %s", target, strerror(error));
726         goto error;
727     }
728
729     /* The dscp bits must be configured before connect() to ensure that the TOS
730      * field is set during the connection establishment.  If set after
731      * connect(), the handshake SYN frames will be sent with a TOS of 0. */
732     error = set_dscp(fd, dscp);
733     if (error) {
734         VLOG_ERR("%s: socket: %s", target, strerror(error));
735         goto error;
736     }
737
738     /* Listen. */
739     if (style == SOCK_STREAM && listen(fd, 10) < 0) {
740         error = errno;
741         VLOG_ERR("%s: listen: %s", target, strerror(error));
742         goto error;
743     }
744
745     if (sinp) {
746         socklen_t sin_len = sizeof sin;
747         if (getsockname(fd, (struct sockaddr *) &sin, &sin_len) < 0){
748             error = errno;
749             VLOG_ERR("%s: getsockname: %s", target, strerror(error));
750             goto error;
751         }
752         if (sin.sin_family != AF_INET || sin_len != sizeof sin) {
753             error = EAFNOSUPPORT;
754             VLOG_ERR("%s: getsockname: invalid socket name", target);
755             goto error;
756         }
757         *sinp = sin;
758     }
759
760     return fd;
761
762 error:
763     close(fd);
764     return -error;
765 }
766
767 /* Returns a readable and writable fd for /dev/null, if successful, otherwise
768  * a negative errno value.  The caller must not close the returned fd (because
769  * the same fd will be handed out to subsequent callers). */
770 int
771 get_null_fd(void)
772 {
773     static int null_fd = -1;
774     if (null_fd < 0) {
775         null_fd = open("/dev/null", O_RDWR);
776         if (null_fd < 0) {
777             int error = errno;
778             VLOG_ERR("could not open /dev/null: %s", strerror(error));
779             return -error;
780         }
781     }
782     return null_fd;
783 }
784
785 int
786 read_fully(int fd, void *p_, size_t size, size_t *bytes_read)
787 {
788     uint8_t *p = p_;
789
790     *bytes_read = 0;
791     while (size > 0) {
792         ssize_t retval = read(fd, p, size);
793         if (retval > 0) {
794             *bytes_read += retval;
795             size -= retval;
796             p += retval;
797         } else if (retval == 0) {
798             return EOF;
799         } else if (errno != EINTR) {
800             return errno;
801         }
802     }
803     return 0;
804 }
805
806 int
807 write_fully(int fd, const void *p_, size_t size, size_t *bytes_written)
808 {
809     const uint8_t *p = p_;
810
811     *bytes_written = 0;
812     while (size > 0) {
813         ssize_t retval = write(fd, p, size);
814         if (retval > 0) {
815             *bytes_written += retval;
816             size -= retval;
817             p += retval;
818         } else if (retval == 0) {
819             VLOG_WARN("write returned 0");
820             return EPROTO;
821         } else if (errno != EINTR) {
822             return errno;
823         }
824     }
825     return 0;
826 }
827
828 /* Given file name 'file_name', fsyncs the directory in which it is contained.
829  * Returns 0 if successful, otherwise a positive errno value. */
830 int
831 fsync_parent_dir(const char *file_name)
832 {
833     int error = 0;
834     char *dir;
835     int fd;
836
837     dir = dir_name(file_name);
838     fd = open(dir, O_RDONLY);
839     if (fd >= 0) {
840         if (fsync(fd)) {
841             if (errno == EINVAL || errno == EROFS) {
842                 /* This directory does not support synchronization.  Not
843                  * really an error. */
844             } else {
845                 error = errno;
846                 VLOG_ERR("%s: fsync failed (%s)", dir, strerror(error));
847             }
848         }
849         close(fd);
850     } else {
851         error = errno;
852         VLOG_ERR("%s: open failed (%s)", dir, strerror(error));
853     }
854     free(dir);
855
856     return error;
857 }
858
859 /* Obtains the modification time of the file named 'file_name' to the greatest
860  * supported precision.  If successful, stores the mtime in '*mtime' and
861  * returns 0.  On error, returns a positive errno value and stores zeros in
862  * '*mtime'. */
863 int
864 get_mtime(const char *file_name, struct timespec *mtime)
865 {
866     struct stat s;
867
868     if (!stat(file_name, &s)) {
869         mtime->tv_sec = s.st_mtime;
870
871 #if HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIM_TV_NSEC
872         mtime->tv_nsec = s.st_mtim.tv_nsec;
873 #elif HAVE_STRUCT_STAT_ST_MTIMENSEC
874         mtime->tv_nsec = s.st_mtimensec;
875 #else
876         mtime->tv_nsec = 0;
877 #endif
878
879         return 0;
880     } else {
881         mtime->tv_sec = mtime->tv_nsec = 0;
882         return errno;
883     }
884 }
885
886 void
887 xpipe(int fds[2])
888 {
889     if (pipe(fds)) {
890         VLOG_FATAL("failed to create pipe (%s)", strerror(errno));
891     }
892 }
893
894 void
895 xpipe_nonblocking(int fds[2])
896 {
897     xpipe(fds);
898     xset_nonblocking(fds[0]);
899     xset_nonblocking(fds[1]);
900 }
901
902 void
903 xsocketpair(int domain, int type, int protocol, int fds[2])
904 {
905     if (socketpair(domain, type, protocol, fds)) {
906         VLOG_FATAL("failed to create socketpair (%s)", strerror(errno));
907     }
908 }
909
910 static int
911 getsockopt_int(int fd, int level, int option, const char *optname, int *valuep)
912 {
913     static struct vlog_rate_limit rl = VLOG_RATE_LIMIT_INIT(5, 10);
914     socklen_t len;
915     int value;
916     int error;
917
918     len = sizeof value;
919     if (getsockopt(fd, level, option, &value, &len)) {
920         error = errno;
921         VLOG_ERR_RL(&rl, "getsockopt(%s): %s", optname, strerror(error));
922     } else if (len != sizeof value) {
923         error = EINVAL;
924         VLOG_ERR_RL(&rl, "getsockopt(%s): value is %u bytes (expected %zu)",
925                     optname, (unsigned int) len, sizeof value);
926     } else {
927         error = 0;
928     }
929
930     *valuep = error ? 0 : value;
931     return error;
932 }
933
934 static void
935 describe_sockaddr(struct ds *string, int fd,
936                   int (*getaddr)(int, struct sockaddr *, socklen_t *))
937 {
938     struct sockaddr_storage ss;
939     socklen_t len = sizeof ss;
940
941     if (!getaddr(fd, (struct sockaddr *) &ss, &len)) {
942         if (ss.ss_family == AF_INET) {
943             struct sockaddr_in sin;
944
945             memcpy(&sin, &ss, sizeof sin);
946             ds_put_format(string, IP_FMT":%"PRIu16,
947                           IP_ARGS(&sin.sin_addr.s_addr), ntohs(sin.sin_port));
948         } else if (ss.ss_family == AF_UNIX) {
949             struct sockaddr_un sun;
950             const char *null;
951             size_t maxlen;
952
953             memcpy(&sun, &ss, sizeof sun);
954             maxlen = len - offsetof(struct sockaddr_un, sun_path);
955             null = memchr(sun.sun_path, '\0', maxlen);
956             ds_put_buffer(string, sun.sun_path,
957                           null ? null - sun.sun_path : maxlen);
958         }
959 #ifdef HAVE_NETLINK
960         else if (ss.ss_family == AF_NETLINK) {
961             int protocol;
962
963 /* SO_PROTOCOL was introduced in 2.6.32.  Support it regardless of the version
964  * of the Linux kernel headers in use at build time. */
965 #ifndef SO_PROTOCOL
966 #define SO_PROTOCOL 38
967 #endif
968
969             if (!getsockopt_int(fd, SOL_SOCKET, SO_PROTOCOL, "SO_PROTOCOL",
970                                 &protocol)) {
971                 switch (protocol) {
972                 case NETLINK_ROUTE:
973                     ds_put_cstr(string, "NETLINK_ROUTE");
974                     break;
975
976                 case NETLINK_GENERIC:
977                     ds_put_cstr(string, "NETLINK_GENERIC");
978                     break;
979
980                 default:
981                     ds_put_format(string, "AF_NETLINK family %d", protocol);
982                     break;
983                 }
984             } else {
985                 ds_put_cstr(string, "AF_NETLINK");
986             }
987         }
988 #endif
989 #if AF_PACKET && LINUX_DATAPATH
990         else if (ss.ss_family == AF_PACKET) {
991             struct sockaddr_ll sll;
992
993             memcpy(&sll, &ss, sizeof sll);
994             ds_put_cstr(string, "AF_PACKET");
995             if (sll.sll_ifindex) {
996                 char name[IFNAMSIZ];
997
998                 if (if_indextoname(sll.sll_ifindex, name)) {
999                     ds_put_format(string, "(%s)", name);
1000                 } else {
1001                     ds_put_format(string, "(ifindex=%d)", sll.sll_ifindex);
1002                 }
1003             }
1004             if (sll.sll_protocol) {
1005                 ds_put_format(string, "(protocol=0x%"PRIu16")",
1006                               ntohs(sll.sll_protocol));
1007             }
1008         }
1009 #endif
1010         else if (ss.ss_family == AF_UNSPEC) {
1011             ds_put_cstr(string, "AF_UNSPEC");
1012         } else {
1013             ds_put_format(string, "AF_%d", (int) ss.ss_family);
1014         }
1015     }
1016 }
1017
1018
1019 #ifdef LINUX_DATAPATH
1020 static void
1021 put_fd_filename(struct ds *string, int fd)
1022 {
1023     char buf[1024];
1024     char *linkname;
1025     int n;
1026
1027     linkname = xasprintf("/proc/self/fd/%d", fd);
1028     n = readlink(linkname, buf, sizeof buf);
1029     if (n > 0) {
1030         ds_put_char(string, ' ');
1031         ds_put_buffer(string, buf, n);
1032         if (n > sizeof buf) {
1033             ds_put_cstr(string, "...");
1034         }
1035     }
1036     free(linkname);
1037 }
1038 #endif
1039
1040 /* Returns a malloc()'d string describing 'fd', for use in logging. */
1041 char *
1042 describe_fd(int fd)
1043 {
1044     struct ds string;
1045     struct stat s;
1046
1047     ds_init(&string);
1048     if (fstat(fd, &s)) {
1049         ds_put_format(&string, "fstat failed (%s)", strerror(errno));
1050     } else if (S_ISSOCK(s.st_mode)) {
1051         describe_sockaddr(&string, fd, getsockname);
1052         ds_put_cstr(&string, "<->");
1053         describe_sockaddr(&string, fd, getpeername);
1054     } else {
1055         ds_put_cstr(&string, (isatty(fd) ? "tty"
1056                               : S_ISDIR(s.st_mode) ? "directory"
1057                               : S_ISCHR(s.st_mode) ? "character device"
1058                               : S_ISBLK(s.st_mode) ? "block device"
1059                               : S_ISREG(s.st_mode) ? "file"
1060                               : S_ISFIFO(s.st_mode) ? "FIFO"
1061                               : S_ISLNK(s.st_mode) ? "symbolic link"
1062                               : "unknown"));
1063 #ifdef LINUX_DATAPATH
1064         put_fd_filename(&string, fd);
1065 #endif
1066     }
1067     return ds_steal_cstr(&string);
1068 }
1069
1070 /* Returns the total of the 'iov_len' members of the 'n_iovs' in 'iovs'.
1071  * The caller must ensure that the total does not exceed SIZE_MAX. */
1072 size_t
1073 iovec_len(const struct iovec iovs[], size_t n_iovs)
1074 {
1075     size_t len = 0;
1076     size_t i;
1077
1078     for (i = 0; i < n_iovs; i++) {
1079         len += iovs[i].iov_len;
1080     }
1081     return len;
1082 }
1083
1084 /* Returns true if all of the 'n_iovs' iovecs in 'iovs' have length zero. */
1085 bool
1086 iovec_is_empty(const struct iovec iovs[], size_t n_iovs)
1087 {
1088     size_t i;
1089
1090     for (i = 0; i < n_iovs; i++) {
1091         if (iovs[i].iov_len) {
1092             return false;
1093         }
1094     }
1095     return true;
1096 }
1097
1098 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1099  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  Returns the number of bytes
1100  * successfully sent or -1 if an error occurred.  On error, sets errno
1101  * appropriately.  */
1102 int
1103 send_iovec_and_fds(int sock,
1104                    const struct iovec *iovs, size_t n_iovs,
1105                    const int fds[], size_t n_fds)
1106 {
1107     assert(sock >= 0);
1108     if (n_fds > 0) {
1109         union {
1110             struct cmsghdr cm;
1111             char control[CMSG_SPACE(SOUTIL_MAX_FDS * sizeof *fds)];
1112         } cmsg;
1113         struct msghdr msg;
1114
1115         assert(!iovec_is_empty(iovs, n_iovs));
1116         assert(n_fds <= SOUTIL_MAX_FDS);
1117
1118         memset(&cmsg, 0, sizeof cmsg);
1119         cmsg.cm.cmsg_len = CMSG_LEN(n_fds * sizeof *fds);
1120         cmsg.cm.cmsg_level = SOL_SOCKET;
1121         cmsg.cm.cmsg_type = SCM_RIGHTS;
1122         memcpy(CMSG_DATA(&cmsg.cm), fds, n_fds * sizeof *fds);
1123
1124         msg.msg_name = NULL;
1125         msg.msg_namelen = 0;
1126         msg.msg_iov = (struct iovec *) iovs;
1127         msg.msg_iovlen = n_iovs;
1128         msg.msg_control = &cmsg.cm;
1129         msg.msg_controllen = CMSG_SPACE(n_fds * sizeof *fds);
1130         msg.msg_flags = 0;
1131
1132         return sendmsg(sock, &msg, 0);
1133     } else {
1134         return writev(sock, iovs, n_iovs);
1135     }
1136 }
1137
1138 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1139  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  If 'skip_bytes' is nonzero, then the
1140  * first 'skip_bytes' of data in the iovecs are not sent, and none of the file
1141  * descriptors are sent.  The function continues to retry sending until an
1142  * error (other than EINTR) occurs or all the data and fds are sent.
1143  *
1144  * Returns 0 if all the data and fds were successfully sent, otherwise a
1145  * positive errno value.  Regardless of success, stores the number of bytes
1146  * sent (always at least 'skip_bytes') in '*bytes_sent'.  (If at least one byte
1147  * is sent, then all the fds have been sent.)
1148  *
1149  * 'skip_bytes' must be less than or equal to iovec_len(iovs, n_iovs). */
1150 int
1151 send_iovec_and_fds_fully(int sock,
1152                          const struct iovec iovs[], size_t n_iovs,
1153                          const int fds[], size_t n_fds,
1154                          size_t skip_bytes, size_t *bytes_sent)
1155 {
1156     *bytes_sent = 0;
1157     while (n_iovs > 0) {
1158         int retval;
1159
1160         if (skip_bytes) {
1161             retval = skip_bytes;
1162             skip_bytes = 0;
1163         } else if (!*bytes_sent) {
1164             retval = send_iovec_and_fds(sock, iovs, n_iovs, fds, n_fds);
1165         } else {
1166             retval = writev(sock, iovs, n_iovs);
1167         }
1168
1169         if (retval > 0) {
1170             *bytes_sent += retval;
1171             while (retval > 0) {
1172                 const uint8_t *base = iovs->iov_base;
1173                 size_t len = iovs->iov_len;
1174
1175                 if (retval < len) {
1176                     size_t sent;
1177                     int error;
1178
1179                     error = write_fully(sock, base + retval, len - retval,
1180                                         &sent);
1181                     *bytes_sent += sent;
1182                     retval += sent;
1183                     if (error) {
1184                         return error;
1185                     }
1186                 }
1187                 retval -= len;
1188                 iovs++;
1189                 n_iovs--;
1190             }
1191         } else if (retval == 0) {
1192             if (iovec_is_empty(iovs, n_iovs)) {
1193                 break;
1194             }
1195             VLOG_WARN("send returned 0");
1196             return EPROTO;
1197         } else if (errno != EINTR) {
1198             return errno;
1199         }
1200     }
1201
1202     return 0;
1203 }
1204
1205 /* Sends the 'n_iovs' iovecs of data in 'iovs' and the 'n_fds' file descriptors
1206  * in 'fds' on Unix domain socket 'sock'.  The function continues to retry
1207  * sending until an error (other than EAGAIN or EINTR) occurs or all the data
1208  * and fds are sent.  Upon EAGAIN, the function blocks until the socket is
1209  * ready for more data.
1210  *
1211  * Returns 0 if all the data and fds were successfully sent, otherwise a
1212  * positive errno value. */
1213 int
1214 send_iovec_and_fds_fully_block(int sock,
1215                                const struct iovec iovs[], size_t n_iovs,
1216                                const int fds[], size_t n_fds)
1217 {
1218     size_t sent = 0;
1219
1220     for (;;) {
1221         int error;
1222
1223         error = send_iovec_and_fds_fully(sock, iovs, n_iovs,
1224                                          fds, n_fds, sent, &sent);
1225         if (error != EAGAIN) {
1226             return error;
1227         }
1228         poll_fd_wait(sock, POLLOUT);
1229         poll_block();
1230     }
1231 }
1232
1233 /* Attempts to receive from Unix domain socket 'sock' up to 'size' bytes of
1234  * data into 'data' and up to SOUTIL_MAX_FDS file descriptors into 'fds'.
1235  *
1236  *      - Upon success, returns the number of bytes of data copied into 'data'
1237  *        and stores the number of received file descriptors into '*n_fdsp'.
1238  *
1239  *      - On failure, returns a negative errno value and stores 0 in
1240  *        '*n_fdsp'.
1241  *
1242  *      - On EOF, returns 0 and stores 0 in '*n_fdsp'. */
1243 int
1244 recv_data_and_fds(int sock,
1245                   void *data, size_t size,
1246                   int fds[SOUTIL_MAX_FDS], size_t *n_fdsp)
1247 {
1248     union {
1249         struct cmsghdr cm;
1250         char control[CMSG_SPACE(SOUTIL_MAX_FDS * sizeof *fds)];
1251     } cmsg;
1252     struct msghdr msg;
1253     int retval;
1254     struct cmsghdr *p;
1255     size_t i;
1256
1257     *n_fdsp = 0;
1258
1259     do {
1260         struct iovec iov;
1261
1262         iov.iov_base = data;
1263         iov.iov_len = size;
1264
1265         msg.msg_name = NULL;
1266         msg.msg_namelen = 0;
1267         msg.msg_iov = &iov;
1268         msg.msg_iovlen = 1;
1269         msg.msg_control = &cmsg.cm;
1270         msg.msg_controllen = sizeof cmsg.control;
1271         msg.msg_flags = 0;
1272
1273         retval = recvmsg(sock, &msg, 0);
1274     } while (retval < 0 && errno == EINTR);
1275     if (retval <= 0) {
1276         return retval < 0 ? -errno : 0;
1277     }
1278
1279     for (p = CMSG_FIRSTHDR(&msg); p; p = CMSG_NXTHDR(&msg, p)) {
1280         if (p->cmsg_level != SOL_SOCKET || p->cmsg_type != SCM_RIGHTS) {
1281             VLOG_ERR("unexpected control message %d:%d",
1282                      p->cmsg_level, p->cmsg_type);
1283             goto error;
1284         } else if (*n_fdsp) {
1285             VLOG_ERR("multiple SCM_RIGHTS received");
1286             goto error;
1287         } else {
1288             size_t n_fds = (p->cmsg_len - CMSG_LEN(0)) / sizeof *fds;
1289             const int *fds_data = (const int *) CMSG_DATA(p);
1290
1291             assert(n_fds > 0);
1292             if (n_fds > SOUTIL_MAX_FDS) {
1293                 VLOG_ERR("%zu fds received but only %d supported",
1294                          n_fds, SOUTIL_MAX_FDS);
1295                 for (i = 0; i < n_fds; i++) {
1296                     close(fds_data[i]);
1297                 }
1298                 goto error;
1299             }
1300
1301             *n_fdsp = n_fds;
1302             memcpy(fds, fds_data, n_fds * sizeof *fds);
1303         }
1304     }
1305
1306     return retval;
1307
1308 error:
1309     for (i = 0; i < *n_fdsp; i++) {
1310         close(fds[i]);
1311     }
1312     *n_fdsp = 0;
1313     return EPROTO;
1314 }