3529c46c3534386cda1fcd8ede826f795183307f
[ric-plt/lib/rmr.git] / src / rmr / nng / src / rmr_nng.c
1 // : vi ts=4 sw=4 noet :
2 /*
3 ==================================================================================
4         Copyright (c) 2019 Nokia
5         Copyright (c) 2018-2019 AT&T Intellectual Property.
6
7    Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
8    you may not use this file except in compliance with the License.
9    You may obtain a copy of the License at
10
11            http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
12
13    Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
14    distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
15    WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
16    See the License for the specific language governing permissions and
17    limitations under the License.
18 ==================================================================================
19 */
20
21 /*
22         Mnemonic:       rmr_nng.c
23         Abstract:       This is the compile point for the nng version of the rmr
24                                 library (formarly known as uta, so internal function names
25                                 are likely still uta_*)
26
27                                 With the exception of the symtab portion of the library,
28                                 RMr is built with a single compile so as to "hide" the
29                                 internal functions as statics.  Because they interdepend
30                                 on each other, and CMake has issues with generating two
31                                 different wormhole objects from a single source, we just
32                                 pull it all together with a centralised comple using
33                                 includes.
34
35                                 Future:  the API functions at this point can be separated
36                                 into a common source module.
37
38         Author:         E. Scott Daniels
39         Date:           1 February 2019
40 */
41
42 #include <ctype.h>
43 #include <stdio.h>
44 #include <stdlib.h>
45 #include <netdb.h>
46 #include <errno.h>
47 #include <string.h>
48 #include <errno.h>
49 #include <pthread.h>
50 #include <unistd.h>
51 #include <time.h>
52 #include <arpa/inet.h>
53 #include <semaphore.h>
54 #include <pthread.h>
55
56 #include <nng/nng.h>
57 #include <nng/protocol/pubsub0/pub.h>
58 #include <nng/protocol/pubsub0/sub.h>
59 #include <nng/protocol/pipeline0/push.h>
60 #include <nng/protocol/pipeline0/pull.h>
61
62
63 #include "rmr.h"                                // things the users see
64 #include "rmr_agnostic.h"               // agnostic things (must be included before private)
65 #include "rmr_nng_private.h"    // things that we need too
66 #include "rmr_symtab.h"
67
68 #include "ring_static.c"                        // message ring support
69 #include "rt_generic_static.c"          // route table things not transport specific
70 #include "rtable_nng_static.c"          // route table things -- transport specific
71 #include "rtc_static.c"                         // route table collector
72 #include "tools_static.c"
73 #include "sr_nng_static.c"                      // send/receive static functions
74 #include "wormholes.c"                          // wormhole api externals and related static functions (must be LAST!)
75 #include "mt_call_static.c"
76 #include "mt_call_nng_static.c"
77
78
79 //------------------------------------------------------------------------------
80
81
82 /*
83         Clean up a context.
84 */
85 static void free_ctx( uta_ctx_t* ctx ) {
86         if( ctx ) {
87                 if( ctx->rtg_addr ) {
88                         free( ctx->rtg_addr );
89                 }
90         }
91 }
92
93 // --------------- public functions --------------------------------------------------------------------------
94
95 /*
96         Returns the size of the payload (bytes) that the msg buffer references.
97         Len in a message is the number of bytes which were received, or should
98         be transmitted, however, it is possible that the mbuf was allocated
99         with a larger payload space than the payload length indicates; this
100         function returns the absolute maximum space that the user has available
101         in the payload. On error (bad msg buffer) -1 is returned and errno should
102         indicate the rason.
103 */
104 extern int rmr_payload_size( rmr_mbuf_t* msg ) {
105         if( msg == NULL || msg->header == NULL ) {
106                 errno = EINVAL;
107                 return -1;
108         }
109
110         errno = 0;
111         return msg->alloc_len - RMR_HDR_LEN( msg->header );                             // allocated transport size less the header and other data bits
112 }
113
114 /*
115         Allocates a send message as a zerocopy message allowing the underlying message protocol
116         to send the buffer without copy.
117 */
118 extern rmr_mbuf_t* rmr_alloc_msg( void* vctx, int size ) {
119         uta_ctx_t*      ctx;
120         rmr_mbuf_t*     m;
121
122         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
123                 return NULL;
124         }
125
126         m = alloc_zcmsg( ctx, NULL, size, 0, DEF_TR_LEN );                              // alloc with default trace data
127         return  m;
128 }
129
130
131 /*
132         Allocates a send message as a zerocopy message allowing the underlying message protocol
133         to send the buffer without copy. In addition, a trace data field of tr_size will be
134         added and the supplied data coppied to the buffer before returning the message to
135         the caller.
136 */
137 extern rmr_mbuf_t* rmr_tralloc_msg( void* vctx, int size, int tr_size, unsigned const char* data ) {
138         uta_ctx_t*      ctx;
139         rmr_mbuf_t*     m;
140         int state;
141
142         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
143                 return NULL;
144         }
145
146         m = alloc_zcmsg( ctx, NULL, size, 0, tr_size );                         // alloc with specific tr size
147         if( m != NULL ) {
148                 state = rmr_set_trace( m, data, tr_size );                              // roll their data in
149                 if( state != tr_size ) {
150                         m->state = RMR_ERR_INITFAILED;
151                 }
152         }
153
154         return  m;
155 }
156
157 /*
158         This provides an external path to the realloc static function as it's called by an
159         outward facing mbuf api function. Used to reallocate a message with a different
160         trace data size.
161 */
162 extern rmr_mbuf_t* rmr_realloc_msg( rmr_mbuf_t* msg, int new_tr_size ) {
163         return realloc_msg( msg, new_tr_size );
164 }
165
166
167 /*
168         Return the message to the available pool, or free it outright.
169 */
170 extern void rmr_free_msg( rmr_mbuf_t* mbuf ) {
171         if( mbuf == NULL ) {
172                 return;
173         }
174
175         if( mbuf->header ) {
176                 if( mbuf->flags & MFL_ZEROCOPY ) {
177                         //nng_free( (void *) mbuf->header, mbuf->alloc_len );
178                         if( mbuf->tp_buf ) {
179                                 nng_msg_free(  mbuf->tp_buf );
180                         }
181                 }
182         }
183
184         free( mbuf );
185 }
186
187 /*
188         This is a wrapper to the real timeout send. We must wrap it now to ensure that
189         the call flag and call-id are reset
190 */
191 extern rmr_mbuf_t* rmr_mtosend_msg( void* vctx, rmr_mbuf_t* msg, int max_to ) {
192         char* d1;                                                                                                                       // point at the call-id in the header
193
194         if( msg != NULL ) {
195                 ((uta_mhdr_t *) msg->header)->flags &= ~HFL_CALL_MSG;                   // must ensure call flag is off
196
197                 d1 = DATA1_ADDR( msg->header );
198                 d1[D1_CALLID_IDX] = NO_CALL_ID;                                                                         // must blot out so it doesn't queue on a chute at the other end
199         }       
200
201         return mtosend_msg( vctx, msg, max_to );
202 }
203
204 /*
205         Send with default max timeout as is set in the context.
206         See rmr_mtosend_msg() for more details on the parameters.
207         See rmr_stimeout() for info on setting the default timeout.
208 */
209 extern rmr_mbuf_t* rmr_send_msg( void* vctx, rmr_mbuf_t* msg ) {
210         char* d1;                                                                                                               // point at the call-id in the header
211
212         if( msg != NULL ) {
213                 ((uta_mhdr_t *) msg->header)->flags &= ~HFL_CALL_MSG;                   // must ensure call flag is off
214
215                 d1 = DATA1_ADDR( msg->header );
216                 d1[D1_CALLID_IDX] = NO_CALL_ID;                                                                         // must blot out so it doesn't queue on a chute at the other end
217         }       
218
219         return rmr_mtosend_msg( vctx, msg,  -1 );                                                       // retries < 0  uses default from ctx
220 }
221
222 /*
223         Return to sender allows a message to be sent back to the endpoint where it originated.
224         The source information in the message is used to select the socket on which to write
225         the message rather than using the message type and round-robin selection. This
226         should return a message buffer with the state of the send operation set. On success
227         (state is RMR_OK, the caller may use the buffer for another receive operation), and on
228         error it can be passed back to this function to retry the send if desired. On error,
229         errno will liklely have the failure reason set by the nng send processing.
230         The following are possible values for the state in the message buffer:
231
232         Message states returned:
233                 RMR_ERR_BADARG - argument (context or msg) was nil or invalid
234                 RMR_ERR_NOHDR  - message did not have a header
235                 RMR_ERR_NOENDPT- an endpoint to send the message to could not be determined
236                 RMR_ERR_SENDFAILED - send failed; errno has nano error code
237                 RMR_ERR_RETRY   - the reqest failed but should be retried (EAGAIN)
238
239         A nil message as the return value is rare, and generally indicates some kind of horrible
240         failure. The value of errno might give a clue as to what is wrong.
241
242         CAUTION:
243                 Like send_msg(), this is non-blocking and will return the msg if there is an errror.
244                 The caller must check for this and handle.
245 */
246 extern rmr_mbuf_t*  rmr_rts_msg( void* vctx, rmr_mbuf_t* msg ) {
247         nng_socket      nn_sock;                        // endpoint socket for send
248         uta_ctx_t*      ctx;
249         int                     state;
250         char*           hold_src;                       // we need the original source if send fails
251         int                     sock_ok = 0;            // true if we found a valid endpoint socket
252
253         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL || msg == NULL ) {               // bad stuff, bail fast
254                 errno = EINVAL;                                                                                         // if msg is null, this is their clue
255                 if( msg != NULL ) {
256                         msg->state = RMR_ERR_BADARG;
257                         msg->tp_state = errno;
258                 }
259                 return msg;
260         }
261
262         errno = 0;                                                                                                              // at this point any bad state is in msg returned
263         if( msg->header == NULL ) {
264                 fprintf( stderr, "[ERR] rmr_send_msg: message had no header\n" );
265                 msg->state = RMR_ERR_NOHDR;
266                 msg->tp_state = errno;
267                 return msg;
268         }
269
270         ((uta_mhdr_t *) msg->header)->flags &= ~HFL_CALL_MSG;                   // must ensure call flag is off
271         if( HDR_VERSION( msg->header ) > 2 ) {                                                  // new version uses sender's ip address for rts
272                 sock_ok = uta_epsock_byname( ctx->rtable, (char *) ((uta_mhdr_t *)msg->header)->srcip, &nn_sock );                      // default to IP based rts
273         }
274         if( ! sock_ok ) {
275                 sock_ok = uta_epsock_byname( ctx->rtable, (char *) ((uta_mhdr_t *)msg->header)->src, &nn_sock );                // IP  not in rt, try name
276                 if( ! sock_ok ) {
277                         msg->state = RMR_ERR_NOENDPT;
278                         return msg;                                                                                                                             // preallocated msg can be reused since not given back to nn
279                 }
280         }
281
282         msg->state = RMR_OK;                                                                                                                            // ensure it is clear before send
283         hold_src = strdup( (char *) ((uta_mhdr_t *)msg->header)->src );                                         // the dest where we're returning the message to
284         strncpy( (char *) ((uta_mhdr_t *)msg->header)->src, ctx->my_name, RMR_MAX_SRC );        // must overlay the source to be ours
285         msg = send_msg( ctx, msg, nn_sock, -1 );
286         if( msg ) {
287                 strncpy( (char *) ((uta_mhdr_t *)msg->header)->src, hold_src, RMR_MAX_SRC );    // always return original source so rts can be called again
288                 msg->flags |= MFL_ADDSRC;                                                                                                               // if msg given to send() it must add source
289         }
290
291         free( hold_src );
292         return msg;
293 }
294
295 /*
296         If multi-threading call is turned on, this invokes that mechanism with the special call
297         id of 1 and a max wait of 1 second.  If multi threaded call is not on, then the original
298         behavour (described below) is carried out.  This is safe to use when mt is enabled, but
299         the user app is invoking rmr_call() from only one thread, and the caller doesn't need 
300         a flexible timeout.
301
302         On timeout this function will return a nil pointer. If the original message could not
303         be sent without blocking, it will be returned with the RMR_ERR_RETRY set as the status.
304
305         Original behavour:
306         Call sends the message based on message routing using the message type, and waits for a
307         response message to arrive with the same transaction id that was in the outgoing message.
308         If, while wiating for the expected response,  messages are received which do not have the
309         desired transaction ID, they are queued. Calls to uta_rcv_msg() will dequeue them in the
310         order that they were received.
311
312         Normally, a message struct pointer is returned and msg->state must be checked for RMR_OK
313         to ensure that no error was encountered. If the state is UTA_BADARG, then the message
314         may be resent (likely the context pointer was nil).  If the message is sent, but no
315         response is received, a nil message is returned with errno set to indicate the likley
316         issue:
317                 ETIMEDOUT -- too many messages were queued before reciving the expected response
318                 ENOBUFS -- the queued message ring is full, messages were dropped
319                 EINVAL  -- A parameter was not valid
320                 EAGAIN  -- the underlying message system wsa interrupted or the device was busy;
321                                         user should call this function with the message again.
322
323 */
324 extern rmr_mbuf_t* rmr_call( void* vctx, rmr_mbuf_t* msg ) {
325         uta_ctx_t*              ctx;
326         unsigned char   expected_id[RMR_MAX_XID+1];             // the transaction id in the message; we wait for response with same ID
327
328         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL || msg == NULL ) {               // bad stuff, bail fast
329                 if( msg != NULL ) {
330                         msg->state = RMR_ERR_BADARG;
331                 }
332                 return msg;
333         }
334
335         if( ctx->flags & CFL_MTC_ENABLED ) {                            // if multi threaded call is on, use that
336                 return rmr_mt_call( vctx, msg, 1, 1000 );               // use the reserved call-id of 1 and wait up to 1 sec
337         }
338
339         memcpy( expected_id, msg->xaction, RMR_MAX_XID );
340         expected_id[RMR_MAX_XID] = 0;                                   // ensure it's a string
341         if( DEBUG > 1 ) fprintf( stderr, "[DBUG] rmr_call is making call, waiting for (%s)\n", expected_id );
342         errno = 0;
343         msg->flags |= MFL_NOALLOC;                                              // we don't need a new buffer from send
344
345         msg = rmr_send_msg( ctx, msg );
346         if( msg ) {                                                                             // msg should be nil, if not there was a problem; return buffer to user
347                 if( msg->state != RMR_ERR_RETRY ) {
348                         msg->state = RMR_ERR_CALLFAILED;                // errno not available to all wrappers; don't stomp if marked retry
349                 }
350                 msg->tp_state = errno;
351                 return msg;
352         }
353
354         return rmr_rcv_specific( ctx, NULL, (char *) expected_id, 20 );                 // wait for msg allowing 20 to queue ahead
355 }
356
357 /*
358         The outward facing receive function. When invoked it will pop the oldest message
359         from the receive ring, if any are queued, and return it. If the ring is empty
360         then the receive function is invoked to wait for the next message to arrive (blocking).
361
362         If old_msg is provided, it will be populated (avoiding lots of free/alloc cycles). If
363         nil, a new one will be allocated. However, the caller should NOT expect to get the same
364         struct back (if a queued message is returned the message struct will be different).
365 */
366 extern rmr_mbuf_t* rmr_rcv_msg( void* vctx, rmr_mbuf_t* old_msg ) {
367         uta_ctx_t*      ctx;
368         rmr_mbuf_t*     qm;                             // message that was queued on the ring
369
370         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
371                 errno = EINVAL;
372                 if( old_msg != NULL ) {
373                         old_msg->state = RMR_ERR_BADARG;
374                         old_msg->tp_state = errno;
375                 }
376                 return old_msg;
377         }
378         errno = 0;
379
380         if( ctx->flags & CFL_MTC_ENABLED ) {                                            // must pop from ring with a semaphore dec first
381                 return rmr_mt_rcv( ctx, old_msg, -1 );
382         }
383
384         qm = (rmr_mbuf_t *) uta_ring_extract( ctx->mring );                     // pop if queued
385         if( qm != NULL ) {
386                 if( old_msg ) {
387                         rmr_free_msg( old_msg );                                                        // future:  push onto a free list???
388                 }
389
390                 return qm;
391         }
392
393         return rcv_msg( ctx, old_msg );                                                         // nothing queued, wait for one
394 }
395
396 /*
397         This implements a receive with a timeout via epoll. Mostly this is for
398         wrappers as native C applications can use epoll directly and will not have
399         to depend on this.
400 */
401 extern rmr_mbuf_t* rmr_torcv_msg( void* vctx, rmr_mbuf_t* old_msg, int ms_to ) {
402         struct epoll_stuff* eps;        // convience pointer
403         uta_ctx_t*      ctx;
404         rmr_mbuf_t*     qm;                             // message that was queued on the ring
405         int nready;
406         rmr_mbuf_t* msg;
407
408         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
409                 errno = EINVAL;
410                 if( old_msg != NULL ) {
411                         old_msg->state = RMR_ERR_BADARG;
412                         old_msg->tp_state = errno;
413                 }
414                 return old_msg;
415         }
416
417         if( ctx->flags & CFL_MTC_ENABLED ) {                                            // must pop from ring with a semaphore dec first
418                 return rmr_mt_rcv( ctx, old_msg, ms_to );
419         }
420
421         qm = (rmr_mbuf_t *) uta_ring_extract( ctx->mring );                     // pop if queued
422         if( qm != NULL ) {
423                 if( old_msg ) {
424                         rmr_free_msg( old_msg );                                                        // future:  push onto a free list???
425                 }
426
427                 return qm;
428         }
429
430         if( (eps = ctx->eps)  == NULL ) {                                       // set up epoll on first call
431                 eps = malloc( sizeof *eps );
432
433                 if( (eps->ep_fd = epoll_create1( 0 )) < 0 ) {
434                 fprintf( stderr, "[FAIL] unable to create epoll fd: %d\n", errno );
435                         free( eps );
436                         return NULL;
437                 }
438
439                 eps->nng_fd = rmr_get_rcvfd( ctx );
440                 eps->epe.events = EPOLLIN;
441                 eps->epe.data.fd = eps->nng_fd;
442
443                 if( epoll_ctl( eps->ep_fd, EPOLL_CTL_ADD, eps->nng_fd, &eps->epe ) != 0 )  {
444                 fprintf( stderr, "[FAIL] epoll_ctl status not 0 : %s\n", strerror( errno ) );
445                         free( eps );
446                         return NULL;
447                 }
448
449                 ctx->eps = eps;
450         }
451
452         if( old_msg ) {
453                 msg = old_msg;
454         } else {
455                 msg = alloc_zcmsg( ctx, NULL, RMR_MAX_RCV_BYTES, RMR_OK, DEF_TR_LEN );                  // will abort on failure, no need to check
456         }
457
458         if( ms_to < 0 ) {
459                 ms_to = 0;
460         }
461
462         nready = epoll_wait( eps->ep_fd, eps->events, 1, ms_to );     // block until something or timedout
463         if( nready <= 0 ) {                                             // we only wait on ours, so we assume ready means it's ours
464                 msg->state = RMR_ERR_TIMEOUT;
465                 msg->tp_state = errno;
466         } else {
467                 return rcv_msg( ctx, msg );                                                             // receive it and return it
468         }
469
470         return msg;                             // return empty message with state set
471 }
472
473 /*
474         This blocks until the message with the 'expect' ID is received. Messages which are received
475         before the expected message are queued onto the message ring.  The function will return
476         a nil message and set errno to ETIMEDOUT if allow2queue messages are received before the
477         expected message is received. If the queued message ring fills a nil pointer is returned
478         and errno is set to ENOBUFS.
479
480         Generally this will be invoked only by the call() function as it waits for a response, but
481         it is exposed to the user application as three is no reason not to.
482 */
483 extern rmr_mbuf_t* rmr_rcv_specific( void* vctx, rmr_mbuf_t* msg, char* expect, int allow2queue ) {
484         uta_ctx_t*      ctx;
485         int     queued = 0;                             // number we pushed into the ring
486         int     exp_len = 0;                    // length of expected ID
487
488         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
489                 errno = EINVAL;
490                 if( msg != NULL ) {
491                         msg->state = RMR_ERR_BADARG;
492                         msg->tp_state = errno;
493                 }
494                 return msg;
495         }
496
497         errno = 0;
498
499         if( expect == NULL || ! *expect ) {                             // nothing expected if nil or empty string, just receive
500                 return rmr_rcv_msg( ctx, msg );
501         }
502
503         exp_len = strlen( expect );
504         if( exp_len > RMR_MAX_XID ) {
505                 exp_len = RMR_MAX_XID;
506         }
507         if( DEBUG ) fprintf( stderr, "[DBUG] rcv_specific waiting for id=%s\n",  expect );
508
509         while( queued < allow2queue ) {
510                 msg = rcv_msg( ctx, msg );                                      // hard wait for next
511                 if( msg->state == RMR_OK ) {
512                         if( memcmp( msg->xaction, expect, exp_len ) == 0 ) {                    // got it -- return it
513                                 if( DEBUG ) fprintf( stderr, "[DBUG] rcv-specific matched (%s); %d messages were queued\n", msg->xaction, queued );
514                                 return msg;
515                         }
516
517                         if( ! uta_ring_insert( ctx->mring, msg ) ) {                                    // just queue, error if ring is full
518                                 if( DEBUG > 1 ) fprintf( stderr, "[DBUG] rcv_specific ring is full\n" );
519                                 errno = ENOBUFS;
520                                 return NULL;
521                         }
522
523                         if( DEBUG ) fprintf( stderr, "[DBUG] rcv_specific queued message type=%d\n", msg->mtype );
524                         queued++;
525                         msg = NULL;
526                 }
527         }
528
529         if( DEBUG ) fprintf( stderr, "[DBUG] rcv_specific timeout waiting for %s\n", expect );
530         errno = ETIMEDOUT;
531         return NULL;
532 }
533
534 /*
535         Set send timeout. The value time is assumed to be milliseconds.  The timeout is the
536         _rough_ maximum amount of time that RMr will block on a send attempt when the underlying
537         mechnism indicates eagain or etimeedout.  All other error conditions are reported
538         without this delay. Setting a timeout of 0 causes no retries to be attempted in
539         RMr code. Setting a timeout of 1 causes RMr to spin up to 1K retries before returning,
540         but _without_ issuing a sleep.  If timeout is > 1, then RMr will issue a sleep (1us)
541         after every 1K send attempts until the "time" value is reached. Retries are abandoned
542         if NNG returns anything other than NNG_EAGAIN or NNG_ETIMEDOUT.
543
544         The default, if this function is not used, is 1; meaning that RMr will retry, but will
545         not enter a sleep.  In all cases the caller should check the status in the message returned
546         after a send call.
547
548         Returns -1 if the context was invalid; RMR_OK otherwise.
549 */
550 extern int rmr_set_stimeout( void* vctx, int time ) {
551         uta_ctx_t*      ctx;
552
553         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
554                 return -1;
555         }
556
557         if( time < 0 ) {
558                 time = 0;
559         }
560
561         ctx->send_retries = time;
562         return RMR_OK;
563 }
564
565 /*
566         Set receive timeout -- not supported in nng implementation
567
568         CAUTION:  this is not supported as they must be set differently (between create and open) in NNG.
569 */
570 extern int rmr_set_rtimeout( void* vctx, int time ) {
571         fprintf( stderr, "[WRN] Current implementation of RMR ontop of NNG does not support setting a receive timeout\n" );
572         return 0;
573 }
574
575
576 /*
577         This is the actual init workhorse. The user visible function meerly ensures that the
578         calling programme does NOT set any internal flags that are supported, and then
579         invokes this.  Internal functions (the route table collector) which need additional
580         open ports without starting additional route table collectors, will invoke this
581         directly with the proper flag.
582 */
583 static void* init(  char* uproto_port, int max_msg_size, int flags ) {
584         static  int announced = 0;
585         uta_ctx_t*      ctx = NULL;
586         char    bind_info[NNG_MAXADDRLEN];      // bind info
587         char*   proto = "tcp";                          // pointer into the proto/port string user supplied
588         char*   port;
589         char*   interface = NULL;                       // interface to bind to (from RMR_BIND_IF, 0.0.0.0 if not defined)
590         char*   proto_port;
591         char    wbuf[1024];                                     // work buffer
592         char*   tok;                                            // pointer at token in a buffer
593         int             state;
594
595         if( ! announced ) {
596                 fprintf( stderr, "[INFO] ric message routing library on NNG mv=%d (%s %s.%s.%s built: %s)\n",
597                         RMR_MSG_VER, QUOTE_DEF(GIT_ID), QUOTE_DEF(MAJOR_VER), QUOTE_DEF(MINOR_VER), QUOTE_DEF(PATCH_VER), __DATE__ );
598                 announced = 1;
599         }
600
601         errno = 0;
602         if( uproto_port == NULL ) {
603                 proto_port = strdup( DEF_COMM_PORT );
604         } else {
605                 proto_port = strdup( uproto_port );             // so we can modify it
606         }
607
608         if( (ctx = (uta_ctx_t *) malloc( sizeof( uta_ctx_t ) )) == NULL ) {
609                 errno = ENOMEM;
610                 return NULL;
611         }
612         memset( ctx, 0, sizeof( uta_ctx_t ) );
613
614         ctx->send_retries = 1;                                                  // default is not to sleep at all; RMr will retry about 10K times before returning
615         ctx->d1_len = 4;                                                                // data1 space in header -- 4 bytes for now
616
617         if( flags & RMRFL_MTCALL ) {                                    // mt call support is on, need bigger ring
618                 ctx->mring = uta_mk_ring( 2048 );                       // message ring filled by rcv thread
619                 init_mtcall( ctx );                                                     // set up call chutes
620         } else {
621                 ctx->mring = uta_mk_ring( 128 );                        // ring filled only on blocking call
622         }
623
624         ctx->max_plen = RMR_MAX_RCV_BYTES;                              // max user payload lengh
625         if( max_msg_size > 0 ) {
626                 ctx->max_plen = max_msg_size;
627         }
628
629         // we're using a listener to get rtg updates, so we do NOT need this.
630         //uta_lookup_rtg( ctx );                                                        // attempt to fill in rtg info; rtc will handle missing values/errors
631
632         if( nng_pull0_open( &ctx->nn_sock )  !=  0 ) {          // and assign the mode
633                 fprintf( stderr, "[CRI] rmr_init: unable to initialise nng listen (pull) socket: %d\n", errno );
634                 free_ctx( ctx );
635                 return NULL;
636         }
637
638         if( (port = strchr( proto_port, ':' )) != NULL ) {
639                 if( port == proto_port ) {              // ":1234" supplied; leave proto to default and point port correctly
640                         port++;
641                 } else {
642                         *(port++) = 0;                  // term proto string and point at port string
643                         proto = proto_port;             // user supplied proto so point at it rather than default
644                 }
645         } else {
646                 port = proto_port;                      // assume something like "1234" was passed
647         }
648
649         if( (gethostname( wbuf, sizeof( wbuf ) )) != 0 ) {
650                 fprintf( stderr, "[CRI] rmr_init: cannot determine localhost name: %s\n", strerror( errno ) );
651                 return NULL;
652         }
653         if( (tok = strchr( wbuf, '.' )) != NULL ) {
654                 *tok = 0;                                                                       // we don't keep domain portion
655         }
656         ctx->my_name = (char *) malloc( sizeof( char ) * RMR_MAX_SRC );
657         if( snprintf( ctx->my_name, RMR_MAX_SRC, "%s:%s", wbuf, port ) >= RMR_MAX_SRC ) {                       // our registered name is host:port
658                 fprintf( stderr, "[CRI] rmr_init: hostname + port must be less than %d characters; %s:%s is not\n", RMR_MAX_SRC, wbuf, port );
659                 return NULL;
660         }
661
662         if( (tok = getenv( ENV_NAME_ONLY )) != NULL ) {
663                 if( atoi( tok ) > 0 ) {
664                         flags |= RMRFL_NAME_ONLY;                                       // don't allow IP addreess to go out in messages
665                 }
666         }
667
668         ctx->ip_list = mk_ip_list( port );                              // suss out all IP addresses we can find on the box, and bang on our port for RT comparisons
669         if( flags & RMRFL_NAME_ONLY ) {
670                 ctx->my_ip = strdup( ctx->my_name );                    // user application or env var has specified that IP address is NOT sent out, use name
671         } else {
672                 ctx->my_ip = get_default_ip( ctx->ip_list );    // and (guess) at what should be the default to put into messages as src
673                 if( ctx->my_ip == NULL ) {
674                         fprintf( stderr, "[WRN] rmr_init: default ip address could not be sussed out, using name\n" );
675                         strcpy( ctx->my_ip, ctx->my_name );                     // if we cannot suss it out, use the name rather than a nil pointer
676                 }
677         }
678         if( DEBUG ) fprintf( stderr, "[DBUG] default ip address: %s\n", ctx->my_ip );
679
680
681
682         if( (interface = getenv( ENV_BIND_IF )) == NULL ) {
683                 interface = "0.0.0.0";
684         }
685         // NOTE: if there are options that might need to be configured, the listener must be created, options set, then started
686         //       rather than using this generic listen() call.
687         snprintf( bind_info, sizeof( bind_info ), "%s://%s:%s", proto, interface, port );
688         if( (state = nng_listen( ctx->nn_sock, bind_info, NULL, NO_FLAGS )) != 0 ) {
689                 fprintf( stderr, "[CRI] rmr_init: unable to start nng listener for %s: %s\n", bind_info, nng_strerror( state ) );
690                 nng_close( ctx->nn_sock );
691                 free_ctx( ctx );
692                 return NULL;
693         }
694
695         if( !(flags & FL_NOTHREAD) ) {                                                                          // skip if internal function that doesnt need an rtc
696                 if( pthread_create( &ctx->rtc_th,  NULL, rtc, (void *) ctx ) ) {        // kick the rt collector thread
697                         fprintf( stderr, "[WRN] rmr_init: unable to start route table collector thread: %s", strerror( errno ) );
698                 }
699         }
700
701         if( (flags & RMRFL_MTCALL) && ! (ctx->flags & CFL_MTC_ENABLED) ) {      // mt call support is on, must start the listener thread if not running
702                 ctx->flags |= CFL_MTC_ENABLED;
703                 if( pthread_create( &ctx->mtc_th,  NULL, mt_receive, (void *) ctx ) ) {         // kick the receiver
704                         fprintf( stderr, "[WRN] rmr_init: unable to start multi-threaded receiver: %s", strerror( errno ) );
705                 }
706                 
707         }
708
709         free( proto_port );
710         return (void *) ctx;
711 }
712
713 /*
714         Initialise the message routing environment. Flags are one of the UTAFL_
715         constants. Proto_port is a protocol:port string (e.g. tcp:1234). If default protocol
716         (tcp) to be used, then :port is all that is needed.
717
718         At the moment it seems that TCP really is the only viable protocol, but
719         we'll allow flexibility.
720
721         The return value is a void pointer which must be passed to most uta functions. On
722         error, a nil pointer is returned and errno should be set.
723
724         Flags:
725                 No user flags supported (needed) at the moment, but this provides for extension
726                 without drastically changing anything. The user should invoke with RMRFL_NONE to
727                 avoid any misbehavour as there are internal flags which are suported
728 */
729 extern void* rmr_init( char* uproto_port, int max_msg_size, int flags ) {
730         return init( uproto_port, max_msg_size, flags & UFL_MASK  );            // ensure any internal flags are off
731 }
732
733 /*
734         This sets the default trace length which will be added to any message buffers
735         allocated.  It can be set at any time, and if rmr_set_trace() is given a
736         trace len that is different than the default allcoated in a message, the message
737         will be resized.
738
739         Returns 0 on failure and 1 on success. If failure, then errno will be set.
740 */
741 extern int rmr_init_trace( void* vctx, int tr_len ) {
742         uta_ctx_t* ctx;
743
744         errno = 0;
745         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
746                 errno = EINVAL;
747                 return 0;
748         }
749
750         ctx->trace_data_len = tr_len;
751         return 1;
752 }
753
754 /*
755         Return true if routing table is initialised etc. and app can send/receive.
756 */
757 extern int rmr_ready( void* vctx ) {
758         uta_ctx_t *ctx;
759
760         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
761                 return FALSE;
762         }
763
764         if( ctx->rtable != NULL ) {
765                 return TRUE;
766         }
767
768         return FALSE;
769 }
770
771 /*
772         Returns a file descriptor which can be used with epoll() to signal a receive
773         pending. The file descriptor should NOT be read from directly, nor closed, as NNG
774         does not support this.
775 */
776 extern int rmr_get_rcvfd( void* vctx ) {
777         uta_ctx_t* ctx;
778         int fd;
779         int state;
780
781         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
782                 return -1;
783         }
784
785         if( (state = nng_getopt_int( ctx->nn_sock, NNG_OPT_RECVFD, &fd )) != 0 ) {
786                 fprintf( stderr, "[WRN] rmr cannot get recv fd: %s\n", nng_strerror( state ) );
787                 return -1;
788         }
789
790         return fd;
791 }
792
793
794 /*
795         Clean up things.
796
797         There isn't an nng_flush() per se, but we can pause, generate
798         a context switch, which should allow the last sent buffer to
799         flow. There isn't exactly an nng_term/close either, so there
800         isn't much we can do.
801 */
802 extern void rmr_close( void* vctx ) {
803         uta_ctx_t *ctx;
804
805         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
806                 return;
807         }
808
809         ctx->shutdown = 1;
810         nng_close( ctx->nn_sock );
811 }
812
813
814 // ----- multi-threaded call/receive support -------------------------------------------------
815
816 /*
817         Blocks on the receive ring chute semaphore and then reads from the ring
818         when it is tickled.  If max_wait is -1 then the function blocks until
819         a message is ready on the ring. Else max_wait is assumed to be the number
820         of millaseconds to wait before returning a timeout message.
821 */
822 extern rmr_mbuf_t* rmr_mt_rcv( void* vctx, rmr_mbuf_t* mbuf, int max_wait ) {
823         uta_ctx_t*      ctx;
824         uta_mhdr_t*     hdr;                    // header in the transport buffer
825         chute_t*        chute;
826         struct timespec ts;                     // time info if we have a timeout
827         long    new_ms;                         // adjusted mu-sec
828         long    seconds = 0;            // max wait seconds
829         long    nano_sec;                       // max wait xlated to nano seconds
830         int             state;
831         rmr_mbuf_t*     ombuf;                  // mbuf user passed; if we timeout we return state here
832         
833         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL ) {
834                 errno = EINVAL;
835                 if( mbuf ) {
836                         mbuf->state = RMR_ERR_BADARG;
837                         mbuf->tp_state = errno;
838                 }
839                 return mbuf;
840         }
841
842         if( ! (ctx->flags & CFL_MTC_ENABLED) ) {
843                 errno = EINVAL;
844                 if( mbuf != NULL ) {
845                         mbuf->state = RMR_ERR_NOTSUPP;
846                         mbuf->tp_state = errno;
847                 }
848                 return mbuf;
849         }
850
851         ombuf = mbuf;
852         if( ombuf ) {
853                 ombuf->state = RMR_ERR_TIMEOUT;                 // preset if for failure
854                 ombuf->len = 0;
855         }
856
857         chute = &ctx->chutes[0];                                        // chute 0 used only for its semaphore
858         
859         if( max_wait > 0 ) {
860                 clock_gettime( CLOCK_REALTIME, &ts );   
861
862                 if( max_wait > 999 ) {
863                         seconds = (max_wait - 999)/1000;
864                         max_wait -= seconds * 1000;
865                         ts.tv_sec += seconds;
866                 }
867                 if( max_wait > 0 ) {
868                         nano_sec = max_wait * 1000000;
869                         ts.tv_nsec += nano_sec;
870                         if( ts.tv_nsec > 999999999 ) {
871                                 ts.tv_nsec -= 999999999;
872                                 ts.tv_sec++;
873                         }
874                 }
875
876                 seconds = 1;                                                                                                    // use as flag later to invoked timed wait
877         }
878
879         errno = 0;
880         while( chute->mbuf == NULL && ! errno ) {
881                 if( seconds ) {
882                         state = sem_timedwait( &chute->barrier, &ts );                          // wait for msg or timeout
883                 } else {
884                         state = sem_wait( &chute->barrier );
885                 }
886
887                 if( state < 0 && errno == EINTR ) {                                                             // interrupted go back and wait; all other errors cause exit
888                         errno = 0;
889                 }
890         }
891
892         if( state < 0 ) {
893                 mbuf = ombuf;                           // return caller's buffer if they passed one in
894         } else {
895                 if( DEBUG ) fprintf( stderr, "[DBUG] mt_rcv extracting from normal ring\n" );
896                 if( (mbuf = (rmr_mbuf_t *) uta_ring_extract( ctx->mring )) != NULL ) {                  // pop if queued
897                         if( mbuf ) {
898                                 mbuf->state = RMR_OK;
899
900                                 if( ombuf ) {
901                                         rmr_free_msg( ombuf );                                  // we cannot reuse as mbufs are queued on the ring
902                                 }
903                         } else {
904                                 mbuf = ombuf;                           // no buffer, return user's if there
905                         }
906                 }
907         }
908
909         if( mbuf ) {
910                 mbuf->tp_state = errno;
911         }
912         return mbuf;
913 }
914
915 /*
916         Accept a message buffer and caller ID, send the message and then wait
917         for the receiver to tickle the semaphore letting us know that a message
918         has been received. The call_id is a value between 2 and 255, inclusive; if
919         it's not in this range an error will be returned. Max wait is the amount
920         of time in millaseconds that the call should block for. If 0 is given
921         then no timeout is set.
922
923         If the mt_call feature has not been initialised, then the attempt to use this
924         funciton will fail with RMR_ERR_NOTSUPP
925
926         If no matching message is received before the max_wait period expires, a
927         nil pointer is returned, and errno is set to ETIMEOUT. If any other error
928         occurs after the message has been sent, then a nil pointer is returned
929         with errno set to some other value.
930 */
931 extern rmr_mbuf_t* rmr_mt_call( void* vctx, rmr_mbuf_t* mbuf, int call_id, int max_wait ) {
932         rmr_mbuf_t* ombuf;                      // original mbuf passed in
933         uta_ctx_t*      ctx;
934         uta_mhdr_t*     hdr;                    // header in the transport buffer
935         chute_t*        chute;
936         unsigned char*  d1;                     // d1 data in header
937         struct timespec ts;                     // time info if we have a timeout
938         long    new_ms;                         // adjusted mu-sec
939         long    seconds = 0;            // max wait seconds
940         long    nano_sec;                       // max wait xlated to nano seconds
941         int             state;
942         
943         errno = EINVAL;
944         if( (ctx = (uta_ctx_t *) vctx) == NULL || mbuf == NULL ) {
945                 if( mbuf ) {
946                         mbuf->tp_state = errno;
947                         mbuf->state = RMR_ERR_BADARG;
948                 }
949                 return mbuf;
950         }
951
952         if( ! (ctx->flags & CFL_MTC_ENABLED) ) {
953                 mbuf->state = RMR_ERR_NOTSUPP;
954                 mbuf->tp_state = errno;
955                 return mbuf;
956         }
957
958         if( call_id > MAX_CALL_ID || call_id < 2 ) {                                    // 0 and 1 are reserved; user app cannot supply them
959                 mbuf->state = RMR_ERR_BADARG;
960                 mbuf->tp_state = errno;
961                 return mbuf;
962         }
963
964         ombuf = mbuf;                                                                                                   // save to return timeout status with
965
966         chute = &ctx->chutes[call_id];
967         if( chute->mbuf != NULL ) {                                                                             // probably a delayed message that wasn't dropped
968                 rmr_free_msg( chute->mbuf );
969                 chute->mbuf = NULL;
970         }
971         
972         hdr = (uta_mhdr_t *) mbuf->header;
973         hdr->flags |= HFL_CALL_MSG;                                                                             // must signal this sent with a call
974         memcpy( chute->expect, mbuf->xaction, RMR_MAX_XID );                    // xaction that we will wait for
975         d1 = DATA1_ADDR( hdr );
976         d1[D1_CALLID_IDX] = (unsigned char) call_id;                                    // set the caller ID for the response
977         mbuf->flags |= MFL_NOALLOC;                                                                             // send message without allocating a new one (expect nil from mtosend
978
979         if( max_wait > 0 ) {
980                 clock_gettime( CLOCK_REALTIME, &ts );   
981
982                 if( max_wait > 999 ) {
983                         seconds = (max_wait - 999)/1000;
984                         max_wait -= seconds * 1000;
985                         ts.tv_sec += seconds;
986                 }
987                 if( max_wait > 0 ) {
988                         nano_sec = max_wait * 1000000;
989                         ts.tv_nsec += nano_sec;
990                         if( ts.tv_nsec > 999999999 ) {
991                                 ts.tv_nsec -= 999999999;
992                                 ts.tv_sec++;
993                         }
994                 }
995
996                 seconds = 1;                                                                            // use as flag later to invoked timed wait
997         }
998
999         mbuf = mtosend_msg( ctx, mbuf, 0 );                                             // use internal function so as not to strip call-id; should be nil on success!
1000         if( mbuf ) {
1001                 if( mbuf->state != RMR_OK ) {
1002                         mbuf->tp_state = errno;
1003                         return mbuf;                                                                    // timeout or unable to connect or no endpoint are most likely issues
1004                 }
1005         }
1006
1007         errno = 0;
1008         while( chute->mbuf == NULL && ! errno ) {
1009                 if( seconds ) {
1010                         state = sem_timedwait( &chute->barrier, &ts );                          // wait for msg or timeout
1011                 } else {
1012                         state = sem_wait( &chute->barrier );
1013                 }
1014
1015                 if( state < 0 && errno == EINTR ) {                                                             // interrupted go back and wait; all other errors cause exit
1016                         errno = 0;
1017                 }
1018
1019                 if( chute->mbuf != NULL ) {                                                                             // offload receiver thread and check xaction buffer here
1020                         if( memcmp( chute->expect, chute->mbuf->xaction, RMR_MAX_XID ) != 0 ) {
1021                                 rmr_free_msg( chute->mbuf );
1022                                 chute->mbuf = NULL;
1023                                 errno = 0;
1024                         }
1025                 }
1026         }
1027
1028         if( state < 0 ) {
1029                 return NULL;                                    // leave errno as set by sem wait call
1030         }
1031
1032         mbuf = chute->mbuf;
1033         mbuf->state = RMR_OK;
1034         chute->mbuf = NULL;
1035
1036         return mbuf;
1037 }