]> git.kernelconcepts.de Git - karo-tx-linux.git/blob - Documentation/networking/rxrpc.txt
Merge tag 'renesas-fixes4-for-v4.13' of https://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[karo-tx-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         RXRPC_EXCLUSIVE_CALL    s-- n/a         Make an exclusive client call
329         RXRPC_UPGRADE_SERVICE   s-- n/a         Client call can be upgraded
330         RXRPC_TX_LENGTH         s-- data len    Total length of Tx data
331
332         (SRT = usable in Sendmsg / delivered by Recvmsg / Terminal message)
333
334  (*) RXRPC_USER_CALL_ID
335
336      This is used to indicate the application's call ID.  It's an unsigned long
337      that the app specifies in the client by attaching it to the first data
338      message or in the server by passing it in association with an RXRPC_ACCEPT
339      message.  recvmsg() passes it in conjunction with all messages except
340      those of the RXRPC_NEW_CALL message.
341
342  (*) RXRPC_ABORT
343
344      This is can be used by an application to abort a call by passing it to
345      sendmsg, or it can be delivered by recvmsg to indicate a remote abort was
346      received.  Either way, it must be associated with an RXRPC_USER_CALL_ID to
347      specify the call affected.  If an abort is being sent, then error EBADSLT
348      will be returned if there is no call with that user ID.
349
350  (*) RXRPC_ACK
351
352      This is delivered to a server application to indicate that the final ACK
353      of a call was received from the client.  It will be associated with an
354      RXRPC_USER_CALL_ID to indicate the call that's now complete.
355
356  (*) RXRPC_NET_ERROR
357
358      This is delivered to an application to indicate that an ICMP error message
359      was encountered in the process of trying to talk to the peer.  An
360      errno-class integer value will be included in the control message data
361      indicating the problem, and an RXRPC_USER_CALL_ID will indicate the call
362      affected.
363
364  (*) RXRPC_BUSY
365
366      This is delivered to a client application to indicate that a call was
367      rejected by the server due to the server being busy.  It will be
368      associated with an RXRPC_USER_CALL_ID to indicate the rejected call.
369
370  (*) RXRPC_LOCAL_ERROR
371
372      This is delivered to an application to indicate that a local error was
373      encountered and that a call has been aborted because of it.  An
374      errno-class integer value will be included in the control message data
375      indicating the problem, and an RXRPC_USER_CALL_ID will indicate the call
376      affected.
377
378  (*) RXRPC_NEW_CALL
379
380      This is delivered to indicate to a server application that a new call has
381      arrived and is awaiting acceptance.  No user ID is associated with this,
382      as a user ID must subsequently be assigned by doing an RXRPC_ACCEPT.
383
384  (*) RXRPC_ACCEPT
385
386      This is used by a server application to attempt to accept a call and
387      assign it a user ID.  It should be associated with an RXRPC_USER_CALL_ID
388      to indicate the user ID to be assigned.  If there is no call to be
389      accepted (it may have timed out, been aborted, etc.), then sendmsg will
390      return error ENODATA.  If the user ID is already in use by another call,
391      then error EBADSLT will be returned.
392
393  (*) RXRPC_EXCLUSIVE_CALL
394
395      This is used to indicate that a client call should be made on a one-off
396      connection.  The connection is discarded once the call has terminated.
397
398  (*) RXRPC_UPGRADE_SERVICE
399
400      This is used to make a client call to probe if the specified service ID
401      may be upgraded by the server.  The caller must check msg_name returned to
402      recvmsg() for the service ID actually in use.  The operation probed must
403      be one that takes the same arguments in both services.
404
405      Once this has been used to establish the upgrade capability (or lack
406      thereof) of the server, the service ID returned should be used for all
407      future communication to that server and RXRPC_UPGRADE_SERVICE should no
408      longer be set.
409
410  (*) RXRPC_TX_LENGTH
411
412      This is used to inform the kernel of the total amount of data that is
413      going to be transmitted by a call (whether in a client request or a
414      service response).  If given, it allows the kernel to encrypt from the
415      userspace buffer directly to the packet buffers, rather than copying into
416      the buffer and then encrypting in place.  This may only be given with the
417      first sendmsg() providing data for a call.  EMSGSIZE will be generated if
418      the amount of data actually given is different.
419
420      This takes a parameter of __s64 type that indicates how much will be
421      transmitted.  This may not be less than zero.
422
423 The symbol RXRPC__SUPPORTED is defined as one more than the highest control
424 message type supported.  At run time this can be queried by means of the
425 RXRPC_SUPPORTED_CMSG socket option (see below).
426
427
428 ==============
429 SOCKET OPTIONS
430 ==============
431
432 AF_RXRPC sockets support a few socket options at the SOL_RXRPC level:
433
434  (*) RXRPC_SECURITY_KEY
435
436      This is used to specify the description of the key to be used.  The key is
437      extracted from the calling process's keyrings with request_key() and
438      should be of "rxrpc" type.
439
440      The optval pointer points to the description string, and optlen indicates
441      how long the string is, without the NUL terminator.
442
443  (*) RXRPC_SECURITY_KEYRING
444
445      Similar to above but specifies a keyring of server secret keys to use (key
446      type "keyring").  See the "Security" section.
447
448  (*) RXRPC_EXCLUSIVE_CONNECTION
449
450      This is used to request that new connections should be used for each call
451      made subsequently on this socket.  optval should be NULL and optlen 0.
452
453  (*) RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL
454
455      This is used to specify the minimum security level required for calls on
456      this socket.  optval must point to an int containing one of the following
457      values:
458
459      (a) RXRPC_SECURITY_PLAIN
460
461          Encrypted checksum only.
462
463      (b) RXRPC_SECURITY_AUTH
464
465          Encrypted checksum plus packet padded and first eight bytes of packet
466          encrypted - which includes the actual packet length.
467
468      (c) RXRPC_SECURITY_ENCRYPTED
469
470          Encrypted checksum plus entire packet padded and encrypted, including
471          actual packet length.
472
473  (*) RXRPC_UPGRADEABLE_SERVICE
474
475      This is used to indicate that a service socket with two bindings may
476      upgrade one bound service to the other if requested by the client.  optval
477      must point to an array of two unsigned short ints.  The first is the
478      service ID to upgrade from and the second the service ID to upgrade to.
479
480  (*) RXRPC_SUPPORTED_CMSG
481
482      This is a read-only option that writes an int into the buffer indicating
483      the highest control message type supported.
484
485
486 ========
487 SECURITY
488 ========
489
490 Currently, only the kerberos 4 equivalent protocol has been implemented
491 (security index 2 - rxkad).  This requires the rxkad module to be loaded and,
492 on the client, tickets of the appropriate type to be obtained from the AFS
493 kaserver or the kerberos server and installed as "rxrpc" type keys.  This is
494 normally done using the klog program.  An example simple klog program can be
495 found at:
496
497         http://people.redhat.com/~dhowells/rxrpc/klog.c
498
499 The payload provided to add_key() on the client should be of the following
500 form:
501
502         struct rxrpc_key_sec2_v1 {
503                 uint16_t        security_index; /* 2 */
504                 uint16_t        ticket_length;  /* length of ticket[] */
505                 uint32_t        expiry;         /* time at which expires */
506                 uint8_t         kvno;           /* key version number */
507                 uint8_t         __pad[3];
508                 uint8_t         session_key[8]; /* DES session key */
509                 uint8_t         ticket[0];      /* the encrypted ticket */
510         };
511
512 Where the ticket blob is just appended to the above structure.
513
514
515 For the server, keys of type "rxrpc_s" must be made available to the server.
516 They have a description of "<serviceID>:<securityIndex>" (eg: "52:2" for an
517 rxkad key for the AFS VL service).  When such a key is created, it should be
518 given the server's secret key as the instantiation data (see the example
519 below).
520
521         add_key("rxrpc_s", "52:2", secret_key, 8, keyring);
522
523 A keyring is passed to the server socket by naming it in a sockopt.  The server
524 socket then looks the server secret keys up in this keyring when secure
525 incoming connections are made.  This can be seen in an example program that can
526 be found at:
527
528         http://people.redhat.com/~dhowells/rxrpc/listen.c
529
530
531 ====================
532 EXAMPLE CLIENT USAGE
533 ====================
534
535 A client would issue an operation by:
536
537  (1) An RxRPC socket is set up by:
538
539         client = socket(AF_RXRPC, SOCK_DGRAM, PF_INET);
540
541      Where the third parameter indicates the protocol family of the transport
542      socket used - usually IPv4 but it can also be IPv6 [TODO].
543
544  (2) A local address can optionally be bound:
545
546         struct sockaddr_rxrpc srx = {
547                 .srx_family     = AF_RXRPC,
548                 .srx_service    = 0,  /* we're a client */
549                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
550                 .transport.sin_family   = AF_INET,
551                 .transport.sin_port     = htons(7000), /* AFS callback */
552                 .transport.sin_address  = 0,  /* all local interfaces */
553         };
554         bind(client, &srx, sizeof(srx));
555
556      This specifies the local UDP port to be used.  If not given, a random
557      non-privileged port will be used.  A UDP port may be shared between
558      several unrelated RxRPC sockets.  Security is handled on a basis of
559      per-RxRPC virtual connection.
560
561  (3) The security is set:
562
563         const char *key = "AFS:cambridge.redhat.com";
564         setsockopt(client, SOL_RXRPC, RXRPC_SECURITY_KEY, key, strlen(key));
565
566      This issues a request_key() to get the key representing the security
567      context.  The minimum security level can be set:
568
569         unsigned int sec = RXRPC_SECURITY_ENCRYPTED;
570         setsockopt(client, SOL_RXRPC, RXRPC_MIN_SECURITY_LEVEL,
571                    &sec, sizeof(sec));
572
573  (4) The server to be contacted can then be specified (alternatively this can
574      be done through sendmsg):
575
576         struct sockaddr_rxrpc srx = {
577                 .srx_family     = AF_RXRPC,
578                 .srx_service    = VL_SERVICE_ID,
579                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
580                 .transport.sin_family   = AF_INET,
581                 .transport.sin_port     = htons(7005), /* AFS volume manager */
582                 .transport.sin_address  = ...,
583         };
584         connect(client, &srx, sizeof(srx));
585
586  (5) The request data should then be posted to the server socket using a series
587      of sendmsg() calls, each with the following control message attached:
588
589         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
590
591      MSG_MORE should be set in msghdr::msg_flags on all but the last part of
592      the request.  Multiple requests may be made simultaneously.
593
594      An RXRPC_TX_LENGTH control message can also be specified on the first
595      sendmsg() call.
596
597      If a call is intended to go to a destination other than the default
598      specified through connect(), then msghdr::msg_name should be set on the
599      first request message of that call.
600
601  (6) The reply data will then be posted to the server socket for recvmsg() to
602      pick up.  MSG_MORE will be flagged by recvmsg() if there's more reply data
603      for a particular call to be read.  MSG_EOR will be set on the terminal
604      read for a call.
605
606      All data will be delivered with the following control message attached:
607
608         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
609
610      If an abort or error occurred, this will be returned in the control data
611      buffer instead, and MSG_EOR will be flagged to indicate the end of that
612      call.
613
614 A client may ask for a service ID it knows and ask that this be upgraded to a
615 better service if one is available by supplying RXRPC_UPGRADE_SERVICE on the
616 first sendmsg() of a call.  The client should then check srx_service in the
617 msg_name filled in by recvmsg() when collecting the result.  srx_service will
618 hold the same value as given to sendmsg() if the upgrade request was ignored by
619 the service - otherwise it will be altered to indicate the service ID the
620 server upgraded to.  Note that the upgraded service ID is chosen by the server.
621 The caller has to wait until it sees the service ID in the reply before sending
622 any more calls (further calls to the same destination will be blocked until the
623 probe is concluded).
624
625
626 ====================
627 EXAMPLE SERVER USAGE
628 ====================
629
630 A server would be set up to accept operations in the following manner:
631
632  (1) An RxRPC socket is created by:
633
634         server = socket(AF_RXRPC, SOCK_DGRAM, PF_INET);
635
636      Where the third parameter indicates the address type of the transport
637      socket used - usually IPv4.
638
639  (2) Security is set up if desired by giving the socket a keyring with server
640      secret keys in it:
641
642         keyring = add_key("keyring", "AFSkeys", NULL, 0,
643                           KEY_SPEC_PROCESS_KEYRING);
644
645         const char secret_key[8] = {
646                 0xa7, 0x83, 0x8a, 0xcb, 0xc7, 0x83, 0xec, 0x94 };
647         add_key("rxrpc_s", "52:2", secret_key, 8, keyring);
648
649         setsockopt(server, SOL_RXRPC, RXRPC_SECURITY_KEYRING, "AFSkeys", 7);
650
651      The keyring can be manipulated after it has been given to the socket. This
652      permits the server to add more keys, replace keys, etc. whilst it is live.
653
654  (3) A local address must then be bound:
655
656         struct sockaddr_rxrpc srx = {
657                 .srx_family     = AF_RXRPC,
658                 .srx_service    = VL_SERVICE_ID, /* RxRPC service ID */
659                 .transport_type = SOCK_DGRAM,   /* type of transport socket */
660                 .transport.sin_family   = AF_INET,
661                 .transport.sin_port     = htons(7000), /* AFS callback */
662                 .transport.sin_address  = 0,  /* all local interfaces */
663         };
664         bind(server, &srx, sizeof(srx));
665
666      More than one service ID may be bound to a socket, provided the transport
667      parameters are the same.  The limit is currently two.  To do this, bind()
668      should be called twice.
669
670  (4) If service upgrading is required, first two service IDs must have been
671      bound and then the following option must be set:
672
673         unsigned short service_ids[2] = { from_ID, to_ID };
674         setsockopt(server, SOL_RXRPC, RXRPC_UPGRADEABLE_SERVICE,
675                    service_ids, sizeof(service_ids));
676
677      This will automatically upgrade connections on service from_ID to service
678      to_ID if they request it.  This will be reflected in msg_name obtained
679      through recvmsg() when the request data is delivered to userspace.
680
681  (5) The server is then set to listen out for incoming calls:
682
683         listen(server, 100);
684
685  (6) The kernel notifies the server of pending incoming connections by sending
686      it a message for each.  This is received with recvmsg() on the server
687      socket.  It has no data, and has a single dataless control message
688      attached:
689
690         RXRPC_NEW_CALL
691
692      The address that can be passed back by recvmsg() at this point should be
693      ignored since the call for which the message was posted may have gone by
694      the time it is accepted - in which case the first call still on the queue
695      will be accepted.
696
697  (7) The server then accepts the new call by issuing a sendmsg() with two
698      pieces of control data and no actual data:
699
700         RXRPC_ACCEPT            - indicate connection acceptance
701         RXRPC_USER_CALL_ID      - specify user ID for this call
702
703  (8) The first request data packet will then be posted to the server socket for
704      recvmsg() to pick up.  At that point, the RxRPC address for the call can
705      be read from the address fields in the msghdr struct.
706
707      Subsequent request data will be posted to the server socket for recvmsg()
708      to collect as it arrives.  All but the last piece of the request data will
709      be delivered with MSG_MORE flagged.
710
711      All data will be delivered with the following control message attached:
712
713         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
714
715  (9) The reply data should then be posted to the server socket using a series
716      of sendmsg() calls, each with the following control messages attached:
717
718         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
719
720      MSG_MORE should be set in msghdr::msg_flags on all but the last message
721      for a particular call.
722
723 (10) The final ACK from the client will be posted for retrieval by recvmsg()
724      when it is received.  It will take the form of a dataless message with two
725      control messages attached:
726
727         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
728         RXRPC_ACK               - indicates final ACK (no data)
729
730      MSG_EOR will be flagged to indicate that this is the final message for
731      this call.
732
733 (11) Up to the point the final packet of reply data is sent, the call can be
734      aborted by calling sendmsg() with a dataless message with the following
735      control messages attached:
736
737         RXRPC_USER_CALL_ID      - specifies the user ID for this call
738         RXRPC_ABORT             - indicates abort code (4 byte data)
739
740      Any packets waiting in the socket's receive queue will be discarded if
741      this is issued.
742
743 Note that all the communications for a particular service take place through
744 the one server socket, using control messages on sendmsg() and recvmsg() to
745 determine the call affected.
746
747
748 =========================
749 AF_RXRPC KERNEL INTERFACE
750 =========================
751
752 The AF_RXRPC module also provides an interface for use by in-kernel utilities
753 such as the AFS filesystem.  This permits such a utility to:
754
755  (1) Use different keys directly on individual client calls on one socket
756      rather than having to open a whole slew of sockets, one for each key it
757      might want to use.
758
759  (2) Avoid having RxRPC call request_key() at the point of issue of a call or
760      opening of a socket.  Instead the utility is responsible for requesting a
761      key at the appropriate point.  AFS, for instance, would do this during VFS
762      operations such as open() or unlink().  The key is then handed through
763      when the call is initiated.
764
765  (3) Request the use of something other than GFP_KERNEL to allocate memory.
766
767  (4) Avoid the overhead of using the recvmsg() call.  RxRPC messages can be
768      intercepted before they get put into the socket Rx queue and the socket
769      buffers manipulated directly.
770
771 To use the RxRPC facility, a kernel utility must still open an AF_RXRPC socket,
772 bind an address as appropriate and listen if it's to be a server socket, but
773 then it passes this to the kernel interface functions.
774
775 The kernel interface functions are as follows:
776
777  (*) Begin a new client call.
778
779         struct rxrpc_call *
780         rxrpc_kernel_begin_call(struct socket *sock,
781                                 struct sockaddr_rxrpc *srx,
782                                 struct key *key,
783                                 unsigned long user_call_ID,
784                                 s64 tx_total_len,
785                                 gfp_t gfp);
786
787      This allocates the infrastructure to make a new RxRPC call and assigns
788      call and connection numbers.  The call will be made on the UDP port that
789      the socket is bound to.  The call will go to the destination address of a
790      connected client socket unless an alternative is supplied (srx is
791      non-NULL).
792
793      If a key is supplied then this will be used to secure the call instead of
794      the key bound to the socket with the RXRPC_SECURITY_KEY sockopt.  Calls
795      secured in this way will still share connections if at all possible.
796
797      The user_call_ID is equivalent to that supplied to sendmsg() in the
798      control data buffer.  It is entirely feasible to use this to point to a
799      kernel data structure.
800
801      tx_total_len is the amount of data the caller is intending to transmit
802      with this call (or -1 if unknown at this point).  Setting the data size
803      allows the kernel to encrypt directly to the packet buffers, thereby
804      saving a copy.  The value may not be less than -1.
805
806      If this function is successful, an opaque reference to the RxRPC call is
807      returned.  The caller now holds a reference on this and it must be
808      properly ended.
809
810  (*) End a client call.
811
812         void rxrpc_kernel_end_call(struct socket *sock,
813                                    struct rxrpc_call *call);
814
815      This is used to end a previously begun call.  The user_call_ID is expunged
816      from AF_RXRPC's knowledge and will not be seen again in association with
817      the specified call.
818
819  (*) Send data through a call.
820
821         int rxrpc_kernel_send_data(struct socket *sock,
822                                    struct rxrpc_call *call,
823                                    struct msghdr *msg,
824                                    size_t len);
825
826      This is used to supply either the request part of a client call or the
827      reply part of a server call.  msg.msg_iovlen and msg.msg_iov specify the
828      data buffers to be used.  msg_iov may not be NULL and must point
829      exclusively to in-kernel virtual addresses.  msg.msg_flags may be given
830      MSG_MORE if there will be subsequent data sends for this call.
831
832      The msg must not specify a destination address, control data or any flags
833      other than MSG_MORE.  len is the total amount of data to transmit.
834
835  (*) Receive data from a call.
836
837         int rxrpc_kernel_recv_data(struct socket *sock,
838                                    struct rxrpc_call *call,
839                                    void *buf,
840                                    size_t size,
841                                    size_t *_offset,
842                                    bool want_more,
843                                    u32 *_abort)
844
845       This is used to receive data from either the reply part of a client call
846       or the request part of a service call.  buf and size specify how much
847       data is desired and where to store it.  *_offset is added on to buf and
848       subtracted from size internally; the amount copied into the buffer is
849       added to *_offset before returning.
850
851       want_more should be true if further data will be required after this is
852       satisfied and false if this is the last item of the receive phase.
853
854       There are three normal returns: 0 if the buffer was filled and want_more
855       was true; 1 if the buffer was filled, the last DATA packet has been
856       emptied and want_more was false; and -EAGAIN if the function needs to be
857       called again.
858
859       If the last DATA packet is processed but the buffer contains less than
860       the amount requested, EBADMSG is returned.  If want_more wasn't set, but
861       more data was available, EMSGSIZE is returned.
862
863       If a remote ABORT is detected, the abort code received will be stored in
864       *_abort and ECONNABORTED will be returned.
865
866  (*) Abort a call.
867
868         void rxrpc_kernel_abort_call(struct socket *sock,
869                                      struct rxrpc_call *call,
870                                      u32 abort_code);
871
872      This is used to abort a call if it's still in an abortable state.  The
873      abort code specified will be placed in the ABORT message sent.
874
875  (*) Intercept received RxRPC messages.
876
877         typedef void (*rxrpc_interceptor_t)(struct sock *sk,
878                                             unsigned long user_call_ID,
879                                             struct sk_buff *skb);
880
881         void
882         rxrpc_kernel_intercept_rx_messages(struct socket *sock,
883                                            rxrpc_interceptor_t interceptor);
884
885      This installs an interceptor function on the specified AF_RXRPC socket.
886      All messages that would otherwise wind up in the socket's Rx queue are
887      then diverted to this function.  Note that care must be taken to process
888      the messages in the right order to maintain DATA message sequentiality.
889
890      The interceptor function itself is provided with the address of the socket
891      and handling the incoming message, the ID assigned by the kernel utility
892      to the call and the socket buffer containing the message.
893
894      The skb->mark field indicates the type of message:
895
896         MARK                            MEANING
897         =============================== =======================================
898         RXRPC_SKB_MARK_DATA             Data message
899         RXRPC_SKB_MARK_FINAL_ACK        Final ACK received for an incoming call
900         RXRPC_SKB_MARK_BUSY             Client call rejected as server busy
901         RXRPC_SKB_MARK_REMOTE_ABORT     Call aborted by peer
902         RXRPC_SKB_MARK_NET_ERROR        Network error detected
903         RXRPC_SKB_MARK_LOCAL_ERROR      Local error encountered
904         RXRPC_SKB_MARK_NEW_CALL         New incoming call awaiting acceptance
905
906      The remote abort message can be probed with rxrpc_kernel_get_abort_code().
907      The two error messages can be probed with rxrpc_kernel_get_error_number().
908      A new call can be accepted with rxrpc_kernel_accept_call().
909
910      Data messages can have their contents extracted with the usual bunch of
911      socket buffer manipulation functions.  A data message can be determined to
912      be the last one in a sequence with rxrpc_kernel_is_data_last().  When a
913      data message has been used up, rxrpc_kernel_data_consumed() should be
914      called on it.
915
916      Messages should be handled to rxrpc_kernel_free_skb() to dispose of.  It
917      is possible to get extra refs on all types of message for later freeing,
918      but this may pin the state of a call until the message is finally freed.
919
920  (*) Accept an incoming call.
921
922         struct rxrpc_call *
923         rxrpc_kernel_accept_call(struct socket *sock,
924                                  unsigned long user_call_ID);
925
926      This is used to accept an incoming call and to assign it a call ID.  This
927      function is similar to rxrpc_kernel_begin_call() and calls accepted must
928      be ended in the same way.
929
930      If this function is successful, an opaque reference to the RxRPC call is
931      returned.  The caller now holds a reference on this and it must be
932      properly ended.
933
934  (*) Reject an incoming call.
935
936         int rxrpc_kernel_reject_call(struct socket *sock);
937
938      This is used to reject the first incoming call on the socket's queue with
939      a BUSY message.  -ENODATA is returned if there were no incoming calls.
940      Other errors may be returned if the call had been aborted (-ECONNABORTED)
941      or had timed out (-ETIME).
942
943  (*) Allocate a null key for doing anonymous security.
944
945         struct key *rxrpc_get_null_key(const char *keyname);
946
947      This is used to allocate a null RxRPC key that can be used to indicate
948      anonymous security for a particular domain.
949
950  (*) Get the peer address of a call.
951
952         void rxrpc_kernel_get_peer(struct socket *sock, struct rxrpc_call *call,
953                                    struct sockaddr_rxrpc *_srx);
954
955      This is used to find the remote peer address of a call.
956
957  (*) Set the total transmit data size on a call.
958
959         void rxrpc_kernel_set_tx_length(struct socket *sock,
960                                         struct rxrpc_call *call,
961                                         s64 tx_total_len);
962
963      This sets the amount of data that the caller is intending to transmit on a
964      call.  It's intended to be used for setting the reply size as the request
965      size should be set when the call is begun.  tx_total_len may not be less
966      than zero.
967
968
969 =======================
970 CONFIGURABLE PARAMETERS
971 =======================
972
973 The RxRPC protocol driver has a number of configurable parameters that can be
974 adjusted through sysctls in /proc/net/rxrpc/:
975
976  (*) req_ack_delay
977
978      The amount of time in milliseconds after receiving a packet with the
979      request-ack flag set before we honour the flag and actually send the
980      requested ack.
981
982      Usually the other side won't stop sending packets until the advertised
983      reception window is full (to a maximum of 255 packets), so delaying the
984      ACK permits several packets to be ACK'd in one go.
985
986  (*) soft_ack_delay
987
988      The amount of time in milliseconds after receiving a new packet before we
989      generate a soft-ACK to tell the sender that it doesn't need to resend.
990
991  (*) idle_ack_delay
992
993      The amount of time in milliseconds after all the packets currently in the
994      received queue have been consumed before we generate a hard-ACK to tell
995      the sender it can free its buffers, assuming no other reason occurs that
996      we would send an ACK.
997
998  (*) resend_timeout
999
1000      The amount of time in milliseconds after transmitting a packet before we
1001      transmit it again, assuming no ACK is received from the receiver telling
1002      us they got it.
1003
1004  (*) max_call_lifetime
1005
1006      The maximum amount of time in seconds that a call may be in progress
1007      before we preemptively kill it.
1008
1009  (*) dead_call_expiry
1010
1011      The amount of time in seconds before we remove a dead call from the call
1012      list.  Dead calls are kept around for a little while for the purpose of
1013      repeating ACK and ABORT packets.
1014
1015  (*) connection_expiry
1016
1017      The amount of time in seconds after a connection was last used before we
1018      remove it from the connection list.  Whilst a connection is in existence,
1019      it serves as a placeholder for negotiated security; when it is deleted,
1020      the security must be renegotiated.
1021
1022  (*) transport_expiry
1023
1024      The amount of time in seconds after a transport was last used before we
1025      remove it from the transport list.  Whilst a transport is in existence, it
1026      serves to anchor the peer data and keeps the connection ID counter.
1027
1028  (*) rxrpc_rx_window_size
1029
1030      The size of the receive window in packets.  This is the maximum number of
1031      unconsumed received packets we're willing to hold in memory for any
1032      particular call.
1033
1034  (*) rxrpc_rx_mtu
1035
1036      The maximum packet MTU size that we're willing to receive in bytes.  This
1037      indicates to the peer whether we're willing to accept jumbo packets.
1038
1039  (*) rxrpc_rx_jumbo_max
1040
1041      The maximum number of packets that we're willing to accept in a jumbo
1042      packet.  Non-terminal packets in a jumbo packet must contain a four byte
1043      header plus exactly 1412 bytes of data.  The terminal packet must contain
1044      a four byte header plus any amount of data.  In any event, a jumbo packet
1045      may not exceed rxrpc_rx_mtu in size.