Merge tag 'ceph-for-4.9-rc1' of git://github.com/ceph/ceph-client
[cascardo/linux.git] / Documentation / networking / rxrpc.txt
1                             ======================
2                             RxRPC NETWORK PROTOCOL
3                             ======================
4
5 The RxRPC protocol driver provides a reliable two-phase transport on top of UDP
6 that can be used to perform RxRPC remote operations.  This is done over sockets
7 of AF_RXRPC family, using sendmsg() and recvmsg() with control data to send and
8 receive data, aborts and errors.
9
10 Contents of this document:
11
12  (*) Overview.
13
14  (*) RxRPC protocol summary.
15
16  (*) AF_RXRPC driver model.
17
18  (*) Control messages.
19
20  (*) Socket options.
21
22  (*) Security.
23
24  (*) Example client usage.
25
26  (*) Example server usage.
27
28  (*) AF_RXRPC kernel interface.
29
30  (*) Configurable parameters.
31
32
33 ========
34 OVERVIEW
35 ========
36
37 RxRPC is a two-layer protocol.  There is a session layer which provides
38 reliable virtual connections using UDP over IPv4 (or IPv6) as the transport
39 layer, but implements a real network protocol; and there's the presentation
40 layer which renders structured data to binary blobs and back again using XDR
41 (as does SunRPC):
42
43                 +-------------+
44                 | Application |
45                 +-------------+
46                 |     XDR     |         Presentation
47                 +-------------+
48                 |    RxRPC    |         Session
49                 +-------------+
50                 |     UDP     |         Transport
51                 +-------------+
52
53
54 AF_RXRPC provides:
55
56  (1) Part of an RxRPC facility for both kernel and userspace applications by
57      making the session part of it a Linux network protocol (AF_RXRPC).
58
59  (2) A two-phase protocol.  The client transmits a blob (the request) and then
60      receives a blob (the reply), and the server receives the request and then
61      transmits the reply.
62
63  (3) Retention of the reusable bits of the transport system set up for one call
64      to speed up subsequent calls.
65
66  (4) A secure protocol, using the Linux kernel's key retention facility to
67      manage security on the client end.  The server end must of necessity be
68      more active in security negotiations.
69
70 AF_RXRPC does not provide XDR marshalling/presentation facilities.  That is
71 left to the application.  AF_RXRPC only deals in blobs.  Even the operation ID
72 is just the first four bytes of the request blob, and as such is beyond the
73 kernel's interest.
74
75
76 Sockets of AF_RXRPC family are:
77
78  (1) created as type SOCK_DGRAM;
79
80  (2) provided with a protocol of the type of underlying transport they're going
81      to use - currently only PF_INET is supported.
82
83
84 The Andrew File System (AFS) is an example of an application that uses this and
85 that has both kernel (filesystem) and userspace (utility) components.
86
87
88 ======================
89 RXRPC PROTOCOL SUMMARY
90 ======================
91
92 An overview of the RxRPC protocol:
93
94  (*) RxRPC sits on top of another networking protocol (UDP is the only option
95      currently), and uses this to provide network transport.  UDP ports, for
96      example, provide transport endpoints.
97
98  (*) RxRPC supports multiple virtual "connections" from any given transport
99      endpoint, thus allowing the endpoints to be shared, even to the same
100      remote endpoint.
101
102  (*) Each connection goes to a particular "service".  A connection may not go
103      to multiple services.  A service may be considered the RxRPC equivalent of
104      a port number.  AF_RXRPC permits multiple services to share an endpoint.
105
106  (*) Client-originating packets are marked, thus a transport endpoint can be
107      shared between client and server connections (connections have a
108      direction).
109
110  (*) Up to a billion connections may be supported concurrently between one
111      local transport endpoint and one service on one remote endpoint.  An RxRPC
112      connection is described by seven numbers:
113
114         Local address   }
115         Local port      } Transport (UDP) address
116         Remote address  }
117         Remote port     }
118         Direction
119         Connection ID
120         Service ID
121
122  (*) Each RxRPC operation is a "call".  A connection may make up to four
123      billion calls, but only up to four calls may be in progress on a
124      connection at any one time.
125
126  (*) Calls are two-phase and asymmetric: the client sends its request data,
127      which the service receives; then the service transmits the reply data
128      which the client receives.
129
130  (*) The data blobs are of indefinite size, the end of a phase is marked with a
131      flag in the packet.  The number of packets of data making up one blob may
132      not exceed 4 billion, however, as this would cause the sequence number to
133      wrap.
134
135  (*) The first four bytes of the request data are the service operation ID.
136
137  (*) Security is negotiated on a per-connection basis.  The connection is
138      initiated by the first data packet on it arriving.  If security is
139      requested, the server then issues a "challenge" and then the client
140      replies with a "response".  If the response is successful, the security is
141      set for the lifetime of that connection, and all subsequent calls made
142      upon it use that same security.  In the event that the server lets a
143      connection lapse before the client, the security will be renegotiated if
144      the client uses the connection again.
145
146  (*) Calls use ACK packets to handle reliability.  Data packets are also
147      explicitly sequenced per call.
148
149  (*) There are two types of positive acknowledgment: hard-ACKs and soft-ACKs.
150      A hard-ACK indicates to the far side that all the data received to a point
151      has been received and processed; a soft-ACK indicates that the data has
152      been received but may yet be discarded and re-requested.  The sender may
153      not discard any transmittable packets until they've been hard-ACK'd.
154
155  (*) Reception of a reply data packet implicitly hard-ACK's all the data
156      packets that make up the request.
157
158  (*) An call is complete when the request has been sent, the reply has been
159      received and the final hard-ACK on the last packet of the reply has
160      reached the server.
161
162  (*) An call may be aborted by either end at any time up to its completion.
163
164
165 =====================
166 AF_RXRPC DRIVER MODEL
167 =====================
168
169 About the AF_RXRPC driver:
170
171  (*) The AF_RXRPC protocol transparently uses internal sockets of the transport
172      protocol to represent transport endpoints.
173
174  (*) AF_RXRPC sockets map onto RxRPC connection bundles.  Actual RxRPC
175      connections are handled transparently.  One client socket may be used to
176      make multiple simultaneous calls to the same service.  One server socket
177      may handle calls from many clients.
178
179  (*) Additional parallel client connections will be initiated to support extra
180      concurrent calls, up to a tunable limit.
181
182  (*) Each connection is retained for a certain amount of time [tunable] after
183      the last call currently using it has completed in case a new call is made
184      that could reuse it.
185
186  (*) Each internal UDP socket is retained [tunable] for a certain amount of
187      time [tunable] after the last connection using it discarded, in case a new
188      connection is made that could use it.
189
190  (*) A client-side connection is only shared between calls if they have have
191      the same key struct describing their security (and assuming the calls
192      would otherwise share the connection).  Non-secured calls would also be
193      able to share connections with each other.
194
195  (*) A server-side connection is shared if the client says it is.
196
197  (*) ACK'ing is handled by the protocol driver automatically, including ping
198      replying.
199
200  (*) SO_KEEPALIVE automatically pings the other side to keep the connection
201      alive [TODO].
202
203  (*) If an ICMP error is received, all calls affected by that error will be
204      aborted with an appropriate network error passed through recvmsg().
205
206
207 Interaction with the user of the RxRPC socket:
208
209  (*) A socket is made into a server socket by binding an address with a
210      non-zero service ID.
211
212  (*) In the client, sending a request is achieved with one or more sendmsgs,
213      followed by the reply being received with one or more recvmsgs.
214
215  (*) The first sendmsg for a request to be sent from a client contains a tag to
216      be used in all other sendmsgs or recvmsgs associated with that call.  The
217      tag is carried in the control data.
218
219  (*) connect() is used to supply a default destination address for a client
220      socket.  This may be overridden by supplying an alternate address to the
221      first sendmsg() of a call (struct msghdr::msg_name).
222
223  (*) If connect() is called on an unbound client, a random local port will
224      bound before the operation takes place.
225
226  (*) A server socket may also be used to make client calls.  To do this, the
227      first sendmsg() of the call must specify the target address.  The server's
228      transport endpoint is used to send the packets.
229
230  (*) Once the application has received the last message associated with a call,
231      the tag is guaranteed not to be seen again, and so it can be used to pin
232      client resources.  A new call can then be initiated with the same tag
233      without fear of interference.
234
235  (*) In the server, a request is received with one or more recvmsgs, then the
236      the reply is transmitted with one or more sendmsgs, and then the final ACK
237      is received with a last recvmsg.
238
239  (*) When sending data for a call, sendmsg is given MSG_MORE if there's more
240      data to come on that call.
241
242  (*) When receiving data for a call, recvmsg flags MSG_MORE if there's more
243      data to come for that call.
244
245  (*) When receiving data or messages for a call, MSG_EOR is flagged by recvmsg
246      to indicate the terminal message for that call.
247
248  (*) A call may be aborted by adding an abort control message to the control
249      data.  Issuing an abort terminates the kernel's use of that call's tag.
250      Any messages waiting in the receive queue for that call will be discarded.
251
252  (*) Aborts, busy notifications and challenge packets are delivered by recvmsg,
253      and control data messages will be set to indicate the context.  Receiving
254      an abort or a busy message terminates the kernel's use of that call's tag.
255
256  (*) The control data part of the msghdr struct is used for a number of things:
257
258      (*) The tag of the intended or affected call.
259
260      (*) Sending or receiving errors, aborts and busy notifications.
261
262      (*) Notifications of incoming calls.
263
264      (*) Sending debug requests and receiving debug replies [TODO].
265
266  (*) When the kernel has received and set up an incoming call, it sends a
267      message to server application to let it know there's a new call awaiting
268      its acceptance [recvmsg reports a special control message].  The server
269      application then uses sendmsg to assign a tag to the new call.  Once that
270      is done, the first part of the request data will be delivered by recvmsg.
271
272  (*) The server application has to provide the server socket with a keyring of
273      secret keys corresponding to the security types it permits.  When a secure
274      connection is being set up, the kernel looks up the appropriate secret key
275      in the keyring and then sends a challenge packet to the client and
276      receives a response packet.  The kernel then checks the authorisation of
277      the packet and either aborts the connection or sets up the security.
278
279  (*) The name of the key a client will use to secure its communications is
280      nominated by a socket option.
281
282
283 Notes on recvmsg:
284
285  (*) If there's a sequence of data messages belonging to a particular call on
286      the receive queue, then recvmsg will keep working through them until:
287
288      (a) it meets the end of that call's received data,
289
290      (b) it meets a non-data message,
291
292      (c) it meets a message belonging to a different call, or
293
294      (d) it fills the user buffer.
295
296      If recvmsg is called in blocking mode, it will keep sleeping, awaiting the
297      reception of further data, until one of the above four conditions is met.
298
299  (2) MSG_PEEK operates similarly, but will return immediately if it has put any
300      data in the buffer rather than sleeping until it can fill the buffer.
301
302  (3) If a data message is only partially consumed in filling a user buffer,
303      then the remainder of that message will be left on the front of the queue
304      for the next taker.  MSG_TRUNC will never be flagged.
305
306  (4) If there is more data to be had on a call (it hasn't copied the last byte
307      of the last data message in that phase yet), then MSG_MORE will be
308      flagged.
309
310
311 ================
312 CONTROL MESSAGES
313 ================
314
315 AF_RXRPC makes use of control messages in sendmsg() and recvmsg() to multiplex
316 calls, to invoke certain actions and to report certain conditions.  These are:
317
318         MESSAGE ID              SRT DATA        MEANING
319         ======================= === =========== ===============================
320         RXRPC_USER_CALL_ID      sr- User ID     App's call specifier
321         RXRPC_ABORT             srt Abort code  Abort code to issue/received
322         RXRPC_ACK               -rt n/a         Final ACK received
323         RXRPC_NET_ERROR         -rt error num   Network error on call
324         RXRPC_BUSY              -rt n/a         Call rejected (server busy)
325         RXRPC_LOCAL_ERROR       -rt error num   Local error encountered
326         RXRPC_NEW_CALL          -r- n/a         New call received
327         RXRPC_ACCEPT            s-- n/a         Accept new call
328
329         (SRT = usable in Sendmsg / delivered by Recvmsg / Terminal message)
330
331  (*) RXRPC_USER_CALL_ID
332
333      This is used to indicate the application's call ID.  It's an unsigned long
334      that the app specifies in the client by attaching it to the first data
335      message or in the server by passing it in association with an RXRPC_ACCEPT
336      message.  recvmsg() passes it in conjunction with all messages except
337      those of the RXRPC_NEW_CALL message.
338
339  (*) RXRPC_ABORT
340
341      This is can be used by an application to abort a call by passing it to
342      sendmsg, or it can be delivered by recvmsg to indicate a remote abort was
343      received.  Either way, it must be associated with an RXRPC_USER_CALL_ID to
344      specify the call affected.  If an abort is being sent, then error EBADSLT
345      will be returned if there is no call with that user ID.
346
347  (*) RXRPC_ACK
348
349      This is delivered to a server application to indicate that the final ACK
350      of a call was received from the client.  It will be associated with an
351      RXRPC_USER_CALL_ID to indicate the call that's now complete.
352
353  (*) RXRPC_NET_ERROR
354
355      This is delivered to an application to indicate that an ICMP error message
356      was encountered in the process of trying to talk to the peer.  An
357      errno-class integer value will be included in the control message data
358      indicating the problem, and an RXRPC_USER_CALL_ID will indicate the call
359      affected.
360
361  (*) RXRPC_BUSY
362
363      This is delivered to a client application to indicate that a call was
364      rejected by the server due to the server being busy.  It will be
365      associated with an RXRPC_USER_CALL_ID to indicate the rejected call.
366
367  (*) RXRPC_LOCAL_ERROR
368
369      This is delivered to an application to indicate that a local error was
370      encountered and that a call has been aborted because of it.  An
371      errno-class integer value will be included in the control message data
372      indicating the problem, and an RXRPC_USER_CALL_ID will indicate the call
373      affected.
374
375  (*) RXRPC_NEW_CALL
376
377      This is delivered to indicate to a server application that a new call has
378      arrived and is awaiting acceptance.  No user ID is associated with this,
379      as a user ID must subsequently be assigned by doing an RXRPC_ACCEPT.
380
381  (*) RXRPC_ACCEPT
382
383      This is used by a server application to attempt to accept a call and
384      assign it a user ID.  It should be associated with an RXRPC_USER_CALL_ID
385      to indicate the user ID to be assigned.  If there is no call to be
386      accepted (it may have timed out, been aborted, etc.), then sendmsg will
387      return error ENODATA.  If the user ID is already in use by another call,
388      then error EBADSLT will be returned.
389
390
391 ==============
392 SOCKET OPTIONS
393 ==============
394
395 AF_RXRPC sockets support a few socket options at the SOL_RXRPC level:
396
397  (*) RXRPC_SECURITY_KEY
398
399      This is used to specify the description of the key to be used.  The key is
400      extracted from the calling process's keyrings with request_key() and
401      should be of "rxrpc" type.
402
403      The optval pointer points to the description string, and optlen indicates
404      how long the string is, without the NUL terminator.
405
406  (*) RXRPC_SECURITY_KEYRING
407
408      Similar to above but specifies a keyring of server secret keys to use (key
409      type "keyring").  See the "Security" section.
410
411  (*) RXRPC_EXCLUSIVE_CONNECTION
412
413      This is used to request that new connections should be used for each call
414      made subsequently on this socket.  optval should be NULL and optlen 0.
415
416  (*) RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL
417
418      This is used to specify the minimum security level required for calls on
419      this socket.  optval must point to an int containing one of the following
420      values:
421
422      (a) RXRPC_SECURITY_PLAIN
423
424          Encrypted checksum only.
425
426      (b) RXRPC_SECURITY_AUTH
427
428          Encrypted checksum plus packet padded and first eight bytes of packet
429          encrypted - which includes the actual packet length.
430
431      (c) RXRPC_SECURITY_ENCRYPTED
432
433          Encrypted checksum plus entire packet padded and encrypted, including
434          actual packet length.
435
436
437 ========
438 SECURITY
439 ========
440
441 Currently, only the kerberos 4 equivalent protocol has been implemented
442 (security index 2 - rxkad).  This requires the rxkad module to be loaded and,
443 on the client, tickets of the appropriate type to be obtained from the AFS
444 kaserver or the kerberos server and installed as "rxrpc" type keys.  This is
445 normally done using the klog program.  An example simple klog program can be
446 found at:
447
448         http://people.redhat.com/~dhowells/rxrpc/klog.c
449
450 The payload provided to add_key() on the client should be of the following
451 form:
452
453         struct rxrpc_key_sec2_v1 {
454                 uint16_t        security_index; /* 2 */
455                 uint16_t        ticket_length;  /* length of ticket[] */
456                 uint32_t        expiry;         /* time at which expires */
457                 uint8_t         kvno;           /* key version number */
458                 uint8_t         __pad[3];
459                 uint8_t         session_key[8]; /* DES session key */
460                 uint8_t         ticket[0];      /* the encrypted ticket */
461         };
462
463 Where the ticket blob is just appended to the above structure.
464
465
466 For the server, keys of type "rxrpc_s" must be made available to the server.
467 They have a description of "<serviceID>:<securityIndex>" (eg: "52:2" for an
468 rxkad key for the AFS VL service).  When such a key is created, it should be
469 given the server's secret key as the instantiation data (see the example
470 below).
471
472         add_key("rxrpc_s", "52:2", secret_key, 8, keyring);
473
474 A keyring is passed to the server socket by naming it in a sockopt.  The server
475 socket then looks the server secret keys up in this keyring when secure
476 incoming connections are made.  This can be seen in an example program that can
477 be found at:
478
479         http://people.redhat.com/~dhowells/rxrpc/listen.c
480
481
482 ====================
483 EXAMPLE CLIENT USAGE
484 ====================
485
486 A client would issue an operation by:
487
488  (1) An RxRPC socket is set up by:
489
490         client = socket(AF_RXRPC, SOCK_DGRAM, PF_INET);
491
492      Where the third parameter indicates the protocol family of the transport
493      socket used - usually IPv4 but it can also be IPv6 [TODO].
494
495  (2) A local address can optionally be bound:
496
497         struct sockaddr_rxrpc srx = {
498                 .srx_family     = AF_RXRPC,
499                 .srx_service    = 0,  /* we're a client */
500                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
501                 .transport.sin_family   = AF_INET,
502                 .transport.sin_port     = htons(7000), /* AFS callback */
503                 .transport.sin_address  = 0,  /* all local interfaces */
504         };
505         bind(client, &srx, sizeof(srx));
506
507      This specifies the local UDP port to be used.  If not given, a random
508      non-privileged port will be used.  A UDP port may be shared between
509      several unrelated RxRPC sockets.  Security is handled on a basis of
510      per-RxRPC virtual connection.
511
512  (3) The security is set:
513
514         const char *key = "AFS:cambridge.redhat.com";
515         setsockopt(client, SOL_RXRPC, RXRPC_SECURITY_KEY, key, strlen(key));
516
517      This issues a request_key() to get the key representing the security
518      context.  The minimum security level can be set:
519
520         unsigned int sec = RXRPC_SECURITY_ENCRYPTED;
521         setsockopt(client, SOL_RXRPC, RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL,
522                    &sec, sizeof(sec));
523
524  (4) The server to be contacted can then be specified (alternatively this can
525      be done through sendmsg):
526
527         struct sockaddr_rxrpc srx = {
528                 .srx_family     = AF_RXRPC,
529                 .srx_service    = VL_SERVICE_ID,
530                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
531                 .transport.sin_family   = AF_INET,
532                 .transport.sin_port     = htons(7005), /* AFS volume manager */
533                 .transport.sin_address  = ...,
534         };
535         connect(client, &srx, sizeof(srx));
536
537  (5) The request data should then be posted to the server socket using a series
538      of sendmsg() calls, each with the following control message attached:
539
540         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
541
542      MSG_MORE should be set in msghdr::msg_flags on all but the last part of
543      the request.  Multiple requests may be made simultaneously.
544
545      If a call is intended to go to a destination other than the default
546      specified through connect(), then msghdr::msg_name should be set on the
547      first request message of that call.
548
549  (6) The reply data will then be posted to the server socket for recvmsg() to
550      pick up.  MSG_MORE will be flagged by recvmsg() if there's more reply data
551      for a particular call to be read.  MSG_EOR will be set on the terminal
552      read for a call.
553
554      All data will be delivered with the following control message attached:
555
556         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
557
558      If an abort or error occurred, this will be returned in the control data
559      buffer instead, and MSG_EOR will be flagged to indicate the end of that
560      call.
561
562
563 ====================
564 EXAMPLE SERVER USAGE
565 ====================
566
567 A server would be set up to accept operations in the following manner:
568
569  (1) An RxRPC socket is created by:
570
571         server = socket(AF_RXRPC, SOCK_DGRAM, PF_INET);
572
573      Where the third parameter indicates the address type of the transport
574      socket used - usually IPv4.
575
576  (2) Security is set up if desired by giving the socket a keyring with server
577      secret keys in it:
578
579         keyring = add_key("keyring", "AFSkeys", NULL, 0,
580                           KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING);
581
582         const char secret_key[8] = {
583                 0xa7, 0x83, 0x8a, 0xcb, 0xc7, 0x83, 0xec, 0x94 };
584         add_key("rxrpc_s", "52:2", secret_key, 8, keyring);
585
586         setsockopt(server, SOL_RXRPC, RXRPC_SECURITY_KEYRING, "AFSkeys", 7);
587
588      The keyring can be manipulated after it has been given to the socket. This
589      permits the server to add more keys, replace keys, etc. whilst it is live.
590
591  (2) A local address must then be bound:
592
593         struct sockaddr_rxrpc srx = {
594                 .srx_family     = AF_RXRPC,
595                 .srx_service    = VL_SERVICE_ID, /* RxRPC service ID */
596                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
597                 .transport.sin_family   = AF_INET,
598                 .transport.sin_port     = htons(7000), /* AFS callback */
599                 .transport.sin_address  = 0,  /* all local interfaces */
600         };
601         bind(server, &srx, sizeof(srx));
602
603  (3) The server is then set to listen out for incoming calls:
604
605         listen(server, 100);
606
607  (4) The kernel notifies the server of pending incoming connections by sending
608      it a message for each.  This is received with recvmsg() on the server
609      socket.  It has no data, and has a single dataless control message
610      attached:
611
612         RXRPC_NEW_CALL
613
614      The address that can be passed back by recvmsg() at this point should be
615      ignored since the call for which the message was posted may have gone by
616      the time it is accepted - in which case the first call still on the queue
617      will be accepted.
618
619  (5) The server then accepts the new call by issuing a sendmsg() with two
620      pieces of control data and no actual data:
621
622         RXRPC_ACCEPT            - indicate connection acceptance
623         RXRPC_USER_CALL_ID      - specify user ID for this call
624
625  (6) The first request data packet will then be posted to the server socket for
626      recvmsg() to pick up.  At that point, the RxRPC address for the call can
627      be read from the address fields in the msghdr struct.
628
629      Subsequent request data will be posted to the server socket for recvmsg()
630      to collect as it arrives.  All but the last piece of the request data will
631      be delivered with MSG_MORE flagged.
632
633      All data will be delivered with the following control message attached:
634
635         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
636
637  (8) The reply data should then be posted to the server socket using a series
638      of sendmsg() calls, each with the following control messages attached:
639
640         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
641
642      MSG_MORE should be set in msghdr::msg_flags on all but the last message
643      for a particular call.
644
645  (9) The final ACK from the client will be posted for retrieval by recvmsg()
646      when it is received.  It will take the form of a dataless message with two
647      control messages attached:
648
649         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
650         RXRPC_ACK               - indicates final ACK (no data)
651
652      MSG_EOR will be flagged to indicate that this is the final message for
653      this call.
654
655 (10) Up to the point the final packet of reply data is sent, the call can be
656      aborted by calling sendmsg() with a dataless message with the following
657      control messages attached:
658
659         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
660         RXRPC_ABORT             - indicates abort code (4 byte data)
661
662      Any packets waiting in the socket's receive queue will be discarded if
663      this is issued.
664
665 Note that all the communications for a particular service take place through
666 the one server socket, using control messages on sendmsg() and recvmsg() to
667 determine the call affected.
668
669
670 =========================
671 AF_RXRPC KERNEL INTERFACE
672 =========================
673
674 The AF_RXRPC module also provides an interface for use by in-kernel utilities
675 such as the AFS filesystem.  This permits such a utility to:
676
677  (1) Use different keys directly on individual client calls on one socket
678      rather than having to open a whole slew of sockets, one for each key it
679      might want to use.
680
681  (2) Avoid having RxRPC call request_key() at the point of issue of a call or
682      opening of a socket.  Instead the utility is responsible for requesting a
683      key at the appropriate point.  AFS, for instance, would do this during VFS
684      operations such as open() or unlink().  The key is then handed through
685      when the call is initiated.
686
687  (3) Request the use of something other than GFP_KERNEL to allocate memory.
688
689  (4) Avoid the overhead of using the recvmsg() call.  RxRPC messages can be
690      intercepted before they get put into the socket Rx queue and the socket
691      buffers manipulated directly.
692
693 To use the RxRPC facility, a kernel utility must still open an AF_RXRPC socket,
694 bind an address as appropriate and listen if it's to be a server socket, but
695 then it passes this to the kernel interface functions.
696
697 The kernel interface functions are as follows:
698
699  (*) Begin a new client call.
700
701         struct rxrpc_call *
702         rxrpc_kernel_begin_call(struct socket *sock,
703                                 struct sockaddr_rxrpc *srx,
704                                 struct key *key,
705                                 unsigned long user_call_ID,
706                                 gfp_t gfp);
707
708      This allocates the infrastructure to make a new RxRPC call and assigns
709      call and connection numbers.  The call will be made on the UDP port that
710      the socket is bound to.  The call will go to the destination address of a
711      connected client socket unless an alternative is supplied (srx is
712      non-NULL).
713
714      If a key is supplied then this will be used to secure the call instead of
715      the key bound to the socket with the RXRPC_SECURITY_KEY sockopt.  Calls
716      secured in this way will still share connections if at all possible.
717
718      The user_call_ID is equivalent to that supplied to sendmsg() in the
719      control data buffer.  It is entirely feasible to use this to point to a
720      kernel data structure.
721
722      If this function is successful, an opaque reference to the RxRPC call is
723      returned.  The caller now holds a reference on this and it must be
724      properly ended.
725
726  (*) End a client call.
727
728         void rxrpc_kernel_end_call(struct socket *sock,
729                                    struct rxrpc_call *call);
730
731      This is used to end a previously begun call.  The user_call_ID is expunged
732      from AF_RXRPC's knowledge and will not be seen again in association with
733      the specified call.
734
735  (*) Send data through a call.
736
737         int rxrpc_kernel_send_data(struct socket *sock,
738                                    struct rxrpc_call *call,
739                                    struct msghdr *msg,
740                                    size_t len);
741
742      This is used to supply either the request part of a client call or the
743      reply part of a server call.  msg.msg_iovlen and msg.msg_iov specify the
744      data buffers to be used.  msg_iov may not be NULL and must point
745      exclusively to in-kernel virtual addresses.  msg.msg_flags may be given
746      MSG_MORE if there will be subsequent data sends for this call.
747
748      The msg must not specify a destination address, control data or any flags
749      other than MSG_MORE.  len is the total amount of data to transmit.
750
751  (*) Receive data from a call.
752
753         int rxrpc_kernel_recv_data(struct socket *sock,
754                                    struct rxrpc_call *call,
755                                    void *buf,
756                                    size_t size,
757                                    size_t *_offset,
758                                    bool want_more,
759                                    u32 *_abort)
760
761       This is used to receive data from either the reply part of a client call
762       or the request part of a service call.  buf and size specify how much
763       data is desired and where to store it.  *_offset is added on to buf and
764       subtracted from size internally; the amount copied into the buffer is
765       added to *_offset before returning.
766
767       want_more should be true if further data will be required after this is
768       satisfied and false if this is the last item of the receive phase.
769
770       There are three normal returns: 0 if the buffer was filled and want_more
771       was true; 1 if the buffer was filled, the last DATA packet has been
772       emptied and want_more was false; and -EAGAIN if the function needs to be
773       called again.
774
775       If the last DATA packet is processed but the buffer contains less than
776       the amount requested, EBADMSG is returned.  If want_more wasn't set, but
777       more data was available, EMSGSIZE is returned.
778
779       If a remote ABORT is detected, the abort code received will be stored in
780       *_abort and ECONNABORTED will be returned.
781
782  (*) Abort a call.
783
784         void rxrpc_kernel_abort_call(struct socket *sock,
785                                      struct rxrpc_call *call,
786                                      u32 abort_code);
787
788      This is used to abort a call if it's still in an abortable state.  The
789      abort code specified will be placed in the ABORT message sent.
790
791  (*) Intercept received RxRPC messages.
792
793         typedef void (*rxrpc_interceptor_t)(struct sock *sk,
794                                             unsigned long user_call_ID,
795                                             struct sk_buff *skb);
796
797         void
798         rxrpc_kernel_intercept_rx_messages(struct socket *sock,
799                                            rxrpc_interceptor_t interceptor);
800
801      This installs an interceptor function on the specified AF_RXRPC socket.
802      All messages that would otherwise wind up in the socket's Rx queue are
803      then diverted to this function.  Note that care must be taken to process
804      the messages in the right order to maintain DATA message sequentiality.
805
806      The interceptor function itself is provided with the address of the socket
807      and handling the incoming message, the ID assigned by the kernel utility
808      to the call and the socket buffer containing the message.
809
810      The skb->mark field indicates the type of message:
811
812         MARK                            MEANING
813         =============================== =======================================
814         RXRPC_SKB_MARK_DATA             Data message
815         RXRPC_SKB_MARK_FINAL_ACK        Final ACK received for an incoming call
816         RXRPC_SKB_MARK_BUSY             Client call rejected as server busy
817         RXRPC_SKB_MARK_REMOTE_ABORT     Call aborted by peer
818         RXRPC_SKB_MARK_NET_ERROR        Network error detected
819         RXRPC_SKB_MARK_LOCAL_ERROR      Local error encountered
820         RXRPC_SKB_MARK_NEW_CALL         New incoming call awaiting acceptance
821
822      The remote abort message can be probed with rxrpc_kernel_get_abort_code().
823      The two error messages can be probed with rxrpc_kernel_get_error_number().
824      A new call can be accepted with rxrpc_kernel_accept_call().
825
826      Data messages can have their contents extracted with the usual bunch of
827      socket buffer manipulation functions.  A data message can be determined to
828      be the last one in a sequence with rxrpc_kernel_is_data_last().  When a
829      data message has been used up, rxrpc_kernel_data_consumed() should be
830      called on it.
831
832      Messages should be handled to rxrpc_kernel_free_skb() to dispose of.  It
833      is possible to get extra refs on all types of message for later freeing,
834      but this may pin the state of a call until the message is finally freed.
835
836  (*) Accept an incoming call.
837
838         struct rxrpc_call *
839         rxrpc_kernel_accept_call(struct socket *sock,
840                                  unsigned long user_call_ID);
841
842      This is used to accept an incoming call and to assign it a call ID.  This
843      function is similar to rxrpc_kernel_begin_call() and calls accepted must
844      be ended in the same way.
845
846      If this function is successful, an opaque reference to the RxRPC call is
847      returned.  The caller now holds a reference on this and it must be
848      properly ended.
849
850  (*) Reject an incoming call.
851
852         int rxrpc_kernel_reject_call(struct socket *sock);
853
854      This is used to reject the first incoming call on the socket's queue with
855      a BUSY message.  -ENODATA is returned if there were no incoming calls.
856      Other errors may be returned if the call had been aborted (-ECONNABORTED)
857      or had timed out (-ETIME).
858
859  (*) Allocate a null key for doing anonymous security.
860
861         struct key *rxrpc_get_null_key(const char *keyname);
862
863      This is used to allocate a null RxRPC key that can be used to indicate
864      anonymous security for a particular domain.
865
866  (*) Get the peer address of a call.
867
868         void rxrpc_kernel_get_peer(struct socket *sock, struct rxrpc_call *call,
869                                    struct sockaddr_rxrpc *_srx);
870
871      This is used to find the remote peer address of a call.
872
873
874 =======================
875 CONFIGURABLE PARAMETERS
876 =======================
877
878 The RxRPC protocol driver has a number of configurable parameters that can be
879 adjusted through sysctls in /proc/net/rxrpc/:
880
881  (*) req_ack_delay
882
883      The amount of time in milliseconds after receiving a packet with the
884      request-ack flag set before we honour the flag and actually send the
885      requested ack.
886
887      Usually the other side won't stop sending packets until the advertised
888      reception window is full (to a maximum of 255 packets), so delaying the
889      ACK permits several packets to be ACK'd in one go.
890
891  (*) soft_ack_delay
892
893      The amount of time in milliseconds after receiving a new packet before we
894      generate a soft-ACK to tell the sender that it doesn't need to resend.
895
896  (*) idle_ack_delay
897
898      The amount of time in milliseconds after all the packets currently in the
899      received queue have been consumed before we generate a hard-ACK to tell
900      the sender it can free its buffers, assuming no other reason occurs that
901      we would send an ACK.
902
903  (*) resend_timeout
904
905      The amount of time in milliseconds after transmitting a packet before we
906      transmit it again, assuming no ACK is received from the receiver telling
907      us they got it.
908
909  (*) max_call_lifetime
910
911      The maximum amount of time in seconds that a call may be in progress
912      before we preemptively kill it.
913
914  (*) dead_call_expiry
915
916      The amount of time in seconds before we remove a dead call from the call
917      list.  Dead calls are kept around for a little while for the purpose of
918      repeating ACK and ABORT packets.
919
920  (*) connection_expiry
921
922      The amount of time in seconds after a connection was last used before we
923      remove it from the connection list.  Whilst a connection is in existence,
924      it serves as a placeholder for negotiated security; when it is deleted,
925      the security must be renegotiated.
926
927  (*) transport_expiry
928
929      The amount of time in seconds after a transport was last used before we
930      remove it from the transport list.  Whilst a transport is in existence, it
931      serves to anchor the peer data and keeps the connection ID counter.
932
933  (*) rxrpc_rx_window_size
934
935      The size of the receive window in packets.  This is the maximum number of
936      unconsumed received packets we're willing to hold in memory for any
937      particular call.
938
939  (*) rxrpc_rx_mtu
940
941      The maximum packet MTU size that we're willing to receive in bytes.  This
942      indicates to the peer whether we're willing to accept jumbo packets.
943
944  (*) rxrpc_rx_jumbo_max
945
946      The maximum number of packets that we're willing to accept in a jumbo
947      packet.  Non-terminal packets in a jumbo packet must contain a four byte
948      header plus exactly 1412 bytes of data.  The terminal packet must contain
949      a four byte header plus any amount of data.  In any event, a jumbo packet
950      may not exceed rxrpc_rx_mtu in size.