TCP socket's cached route entry could only be accessed on its owner CPU.
[dragonfly.git] / sys / netinet / tcp_subr.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003, 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2003, 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Jeffrey M. Hsu.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
18  *    from this software without specific, prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  *
38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39  * modification, are permitted provided that the following conditions
40  * are met:
41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
47  *    must display the following acknowledgement:
48  *      This product includes software developed by the University of
49  *      California, Berkeley and its contributors.
50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
52  *    without specific prior written permission.
53  *
54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64  * SUCH DAMAGE.
65  *
66  *      @(#)tcp_subr.c  8.2 (Berkeley) 5/24/95
67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.73.2.31 2003/01/24 05:11:34 sam Exp $
68  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.63 2008/11/11 10:46:58 sephe Exp $
69  */
70
71 #include "opt_compat.h"
72 #include "opt_inet6.h"
73 #include "opt_ipsec.h"
74 #include "opt_tcpdebug.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/callout.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/malloc.h>
82 #include <sys/mpipe.h>
83 #include <sys/mbuf.h>
84 #ifdef INET6
85 #include <sys/domain.h>
86 #endif
87 #include <sys/proc.h>
88 #include <sys/socket.h>
89 #include <sys/socketvar.h>
90 #include <sys/protosw.h>
91 #include <sys/random.h>
92 #include <sys/in_cksum.h>
93 #include <sys/ktr.h>
94
95 #include <vm/vm_zone.h>
96
97 #include <net/route.h>
98 #include <net/if.h>
99 #include <net/netisr.h>
100
101 #define _IP_VHL
102 #include <netinet/in.h>
103 #include <netinet/in_systm.h>
104 #include <netinet/ip.h>
105 #include <netinet/ip6.h>
106 #include <netinet/in_pcb.h>
107 #include <netinet6/in6_pcb.h>
108 #include <netinet/in_var.h>
109 #include <netinet/ip_var.h>
110 #include <netinet6/ip6_var.h>
111 #include <netinet/ip_icmp.h>
112 #ifdef INET6
113 #include <netinet/icmp6.h>
114 #endif
115 #include <netinet/tcp.h>
116 #include <netinet/tcp_fsm.h>
117 #include <netinet/tcp_seq.h>
118 #include <netinet/tcp_timer.h>
119 #include <netinet/tcp_timer2.h>
120 #include <netinet/tcp_var.h>
121 #include <netinet6/tcp6_var.h>
122 #include <netinet/tcpip.h>
123 #ifdef TCPDEBUG
124 #include <netinet/tcp_debug.h>
125 #endif
126 #include <netinet6/ip6protosw.h>
127
128 #ifdef IPSEC
129 #include <netinet6/ipsec.h>
130 #ifdef INET6
131 #include <netinet6/ipsec6.h>
132 #endif
133 #endif
134
135 #ifdef FAST_IPSEC
136 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
137 #ifdef INET6
138 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
139 #endif
140 #define IPSEC
141 #endif
142
143 #include <sys/md5.h>
144 #include <sys/msgport2.h>
145 #include <machine/smp.h>
146
147 #include <net/netmsg2.h>
148
149 #if !defined(KTR_TCP)
150 #define KTR_TCP         KTR_ALL
151 #endif
152 KTR_INFO_MASTER(tcp);
153 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, rxmsg, 0, "tcp getmsg", 0);
154 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, wait, 1, "tcp waitmsg", 0);
155 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, delayed, 2, "tcp execute delayed ops", 0);
156 #define logtcp(name)    KTR_LOG(tcp_ ## name)
157
158 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
159 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
160
161 int tcp_mpsafe_proto = 0;
162 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_proto", &tcp_mpsafe_proto);
163
164 static int tcp_mpsafe_thread = 0;
165 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_thread", &tcp_mpsafe_thread);
166 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, mpsafe_thread, CTLFLAG_RW,
167            &tcp_mpsafe_thread, 0,
168            "0:BGL, 1:Adaptive BGL, 2:No BGL(experimental)");
169
170 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
171 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
172     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
173
174 #ifdef INET6
175 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
176 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
177     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
178 #endif
179
180 #if 0
181 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
182 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
183     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
184 #endif
185
186 int tcp_do_rfc1323 = 1;
187 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
188     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
189
190 int tcp_do_rfc1644 = 0;
191 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1644, rfc1644, CTLFLAG_RW,
192     &tcp_do_rfc1644, 0, "Enable rfc1644 (TTCP) extensions");
193
194 static int tcp_tcbhashsize = 0;
195 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
196      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
197
198 static int do_tcpdrain = 1;
199 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
200      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
201
202 /* XXX JH */
203 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD,
204     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
205
206 static int icmp_may_rst = 1;
207 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
208     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
209
210 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
211 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
212     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
213
214 /*
215  * TCP bandwidth limiting sysctls.  Note that the default lower bound of
216  * 1024 exists only for debugging.  A good production default would be
217  * something like 6100.
218  */
219 static int tcp_inflight_enable = 0;
220 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
221     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
222
223 static int tcp_inflight_debug = 0;
224 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
225     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
226
227 static int tcp_inflight_min = 6144;
228 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
229     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
230
231 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
232 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
233     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
234
235 static int tcp_inflight_stab = 20;
236 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
237     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 2 packets)");
238
239 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
240 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
241
242 static void tcp_willblock(int);
243 static void tcp_cleartaocache (void);
244 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
245
246 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
247 #ifdef SMP
248 static int
249 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
250 {
251         int cpu, error = 0;
252
253         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
254                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
255                                         sizeof(struct tcp_stats))))
256                         break;
257                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
258                                        sizeof(struct tcp_stats))))
259                         break;
260         }
261
262         return (error);
263 }
264 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
265     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
266 #else
267 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
268     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
269 #endif
270
271 /*
272  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
273  *
274  * Note that this can be overridden by the kernel environment
275  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
276  */
277 #ifndef TCBHASHSIZE
278 #define TCBHASHSIZE     512
279 #endif
280
281 /*
282  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
283  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
284  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
285  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
286  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
287  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
288  */
289 #define ALIGNMENT       32
290 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
291 struct  inp_tp {
292         union {
293                 struct  inpcb inp;
294                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
295         } inp_tp_u;
296         struct  tcpcb tcb;
297         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
298         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
299         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
300         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
301         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
302         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
303 };
304 #undef ALIGNMENT
305 #undef ALIGNM1
306
307 /*
308  * Tcp initialization
309  */
310 void
311 tcp_init(void)
312 {
313         struct inpcbporthead *porthashbase;
314         u_long porthashmask;
315         struct vm_zone *ipi_zone;
316         int hashsize = TCBHASHSIZE;
317         int cpu;
318
319         /*
320          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
321          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
322          */
323         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
324                     25, -1, 0, NULL);
325
326         tcp_ccgen = 1;
327         tcp_cleartaocache();
328
329         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
330         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
331         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
332         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
333         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
334         tcp_msl = TCPTV_MSL;
335         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
336         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
337
338         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
339         if (!powerof2(hashsize)) {
340                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
341                 hashsize = 512; /* safe default */
342         }
343         tcp_tcbhashsize = hashsize;
344         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
345         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
346                          ZONE_INTERRUPT, 0);
347
348         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
349                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
350                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
351                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
352                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
353                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
354                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
355                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
356                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
357                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
358                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
359         }
360
361         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
362         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
363
364 #ifdef INET6
365 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
366 #else
367 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
368 #endif
369         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
370                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
371         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
372                 panic("tcp_init");
373 #undef TCP_MINPROTOHDR
374
375         /*
376          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
377          */
378 #ifdef SMP
379         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
380                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
381         }
382 #else
383         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
384 #endif
385
386         syncache_init();
387         tcp_thread_init();
388 }
389
390 void
391 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
392 {
393         struct netmsg *msg;
394         int mplocked;
395
396         /*
397          * Thread was started with TDF_MPSAFE
398          */
399         mplocked = 0;
400
401         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
402                 do {
403                         logtcp(rxmsg);
404                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
405                                                   mplocked);
406                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
407
408                 logtcp(delayed);
409                 tcp_willblock(mplocked);
410                 logtcp(wait);
411         }
412 }
413
414 static void
415 tcp_willblock(int mplocked)
416 {
417         struct tcpcb *tp;
418         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
419         int unlock = 0;
420
421         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
422                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
423                         return;
424
425                 get_mplock();
426                 mplocked = 1;
427                 unlock = 1;
428         }
429
430         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
431                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
432                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
433                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
434                 tcp_output(tp);
435         }
436
437         if (unlock)
438                 rel_mplock();
439 }
440
441
442 /*
443  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
444  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
445  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
446  */
447 void
448 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
449 {
450         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
451         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
452
453 #ifdef INET6
454         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
455                 struct ip6_hdr *ip6;
456
457                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
458                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
459                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
460                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
461                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
462                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
463                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
464                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
465                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
466                 tcp_hdr->th_sum = 0;
467         } else
468 #endif
469         {
470                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
471
472                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
473                 ip->ip_tos = 0;
474                 ip->ip_len = 0;
475                 ip->ip_id = 0;
476                 ip->ip_off = 0;
477                 ip->ip_ttl = 0;
478                 ip->ip_sum = 0;
479                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
480                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
481                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
482                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
483                                     ip->ip_dst.s_addr,
484                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
485         }
486
487         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
488         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
489         tcp_hdr->th_seq = 0;
490         tcp_hdr->th_ack = 0;
491         tcp_hdr->th_x2 = 0;
492         tcp_hdr->th_off = 5;
493         tcp_hdr->th_flags = 0;
494         tcp_hdr->th_win = 0;
495         tcp_hdr->th_urp = 0;
496 }
497
498 /*
499  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
500  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
501  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
502  */
503 struct tcptemp *
504 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
505 {
506         struct tcptemp *tmp;
507
508         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
509                 return (NULL);
510         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
511         return (tmp);
512 }
513
514 void
515 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
516 {
517         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
518 }
519
520 /*
521  * Send a single message to the TCP at address specified by
522  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
523  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
524  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
525  * template for a connection.  If flags are given then we send
526  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
527  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
528  *
529  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
530  * segment are as specified by the parameters.
531  *
532  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
533  */
534 void
535 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
536             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
537 {
538         int tlen;
539         int win = 0;
540         struct route *ro = NULL;
541         struct route sro;
542         struct ip *ip = ipgen;
543         struct tcphdr *nth;
544         int ipflags = 0;
545         struct route_in6 *ro6 = NULL;
546         struct route_in6 sro6;
547         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
548         boolean_t use_tmpro = TRUE;
549 #ifdef INET6
550         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
551 #else
552         const boolean_t isipv6 = FALSE;
553 #endif
554
555         if (tp != NULL) {
556                 if (!(flags & TH_RST)) {
557                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
558                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
559                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
560                 }
561                 /*
562                  * Don't use the route cache of a listen socket,
563                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
564                  */
565                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
566                         if (isipv6)
567                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
568                         else
569                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
570                         use_tmpro = FALSE;
571                 }
572         }
573         if (use_tmpro) {
574                 if (isipv6) {
575                         ro6 = &sro6;
576                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
577                 } else {
578                         ro = &sro;
579                         bzero(ro, sizeof *ro);
580                 }
581         }
582         if (m == NULL) {
583                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
584                 if (m == NULL)
585                         return;
586                 tlen = 0;
587                 m->m_data += max_linkhdr;
588                 if (isipv6) {
589                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
590                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
591                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
592                 } else {
593                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
594                         ip = mtod(m, struct ip *);
595                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
596                 }
597                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
598                 flags = TH_ACK;
599         } else {
600                 m_freem(m->m_next);
601                 m->m_next = NULL;
602                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
603                 /* m_len is set later */
604                 tlen = 0;
605 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
606                 if (isipv6) {
607                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
608                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
609                 } else {
610                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
611                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
612                 }
613                 if (th != nth) {
614                         /*
615                          * this is usually a case when an extension header
616                          * exists between the IPv6 header and the
617                          * TCP header.
618                          */
619                         nth->th_sport = th->th_sport;
620                         nth->th_dport = th->th_dport;
621                 }
622                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
623 #undef xchg
624         }
625         if (isipv6) {
626                 ip6->ip6_flow = 0;
627                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
628                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
629                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
630                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
631         } else {
632                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
633                 ip->ip_len = tlen;
634                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
635         }
636         m->m_len = tlen;
637         m->m_pkthdr.len = tlen;
638         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *) NULL;
639         nth->th_seq = htonl(seq);
640         nth->th_ack = htonl(ack);
641         nth->th_x2 = 0;
642         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
643         nth->th_flags = flags;
644         if (tp != NULL)
645                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
646         else
647                 nth->th_win = htons((u_short)win);
648         nth->th_urp = 0;
649         if (isipv6) {
650                 nth->th_sum = 0;
651                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
652                                         sizeof(struct ip6_hdr),
653                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
654                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
655                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
656                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
657         } else {
658                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
659                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
660                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
661                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
662         }
663 #ifdef TCPDEBUG
664         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
665                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
666 #endif
667         if (isipv6) {
668                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
669                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
670                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
671                         RTFREE(ro6->ro_rt);
672                         ro6->ro_rt = NULL;
673                 }
674         } else {
675                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
676                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
677                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
678                         RTFREE(ro->ro_rt);
679                         ro->ro_rt = NULL;
680                 }
681         }
682 }
683
684 /*
685  * Create a new TCP control block, making an
686  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
687  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
688  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
689  */
690 struct tcpcb *
691 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
692 {
693         struct inp_tp *it;
694         struct tcpcb *tp;
695 #ifdef INET6
696         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
697 #else
698         const boolean_t isipv6 = FALSE;
699 #endif
700
701         it = (struct inp_tp *)inp;
702         tp = &it->tcb;
703         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
704         LIST_INIT(&tp->t_segq);
705         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
706
707         /* Set up our timeouts. */
708         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
709         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
710         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
711         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
712         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
713         tcp_inittimers(tp);
714
715         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
716         if (isipv6) {
717                 /* Don't mess with IPv6; always create timer message */
718                 tcp_create_timermsg(tp);
719         } else {
720                 /*
721                  * Zero out timer message.  We don't create it here,
722                  * since the current CPU may not be the owner of this
723                  * inpcb.
724                  */
725                 bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
726         }
727
728         if (tcp_do_rfc1323)
729                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
730         if (tcp_do_rfc1644)
731                 tp->t_flags |= TF_REQ_CC;
732         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
733         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
734         /*
735          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
736          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
737          * reasonable initial retransmit time.
738          */
739         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
740         tp->t_rttvar =
741             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
742         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
743         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
744         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
745         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
746         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
747         tp->t_rcvtime = ticks;
748         /*
749          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
750          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
751          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
752          */
753         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
754         inp->inp_ppcb = tp;
755         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
756         return (tp);            /* XXX */
757 }
758
759 /*
760  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
761  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
762  */
763 struct tcpcb *
764 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
765 {
766         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
767
768         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
769                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
770                 tcp_output(tp);
771                 tcpstat.tcps_drops++;
772         } else
773                 tcpstat.tcps_conndrops++;
774         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
775                 error = tp->t_softerror;
776         so->so_error = error;
777         return (tcp_close(tp));
778 }
779
780 #ifdef SMP
781
782 struct netmsg_remwildcard {
783         struct netmsg           nm_netmsg;
784         struct inpcb            *nm_inp;
785         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
786 #if defined(INET6)
787         int                     nm_isinet6;
788 #else
789         int                     nm_unused01;
790 #endif
791 };
792
793 /*
794  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
795  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
796  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
797  */
798 static void
799 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
800 {
801         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
802         int cpu;
803
804         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
805
806         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
807                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
808 #ifdef INET6
809                 if (msg->nm_isinet6)
810                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
811                 else
812 #endif
813                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
814                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
815         } else {
816                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
817                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
818                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
819                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
820         }
821 }
822
823 #endif
824
825 /*
826  * Close a TCP control block:
827  *      discard all space held by the tcp
828  *      discard internet protocol block
829  *      wake up any sleepers
830  */
831 struct tcpcb *
832 tcp_close(struct tcpcb *tp)
833 {
834         struct tseg_qent *q;
835         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
836         struct socket *so = inp->inp_socket;
837         struct rtentry *rt;
838         boolean_t dosavessthresh;
839 #ifdef SMP
840         int cpu;
841 #endif
842 #ifdef INET6
843         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
844         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
845 #else
846         const boolean_t isipv6 = FALSE;
847 #endif
848
849         /*
850          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
851          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
852          * messing with it, though it should be noted that this change may
853          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
854          * hash removal.
855          *
856          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
857          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
858          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
859          */
860         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
861         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
862
863         /*
864          * Make sure that all of our timers are stopped before we
865          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
866          * timers are never used.
867          */
868         if (tp->tt_msg != NULL) {
869                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
870                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
871                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
872                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
873                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
874         }
875
876         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
877                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
878                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
879                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
880         }
881
882         /*
883          * If we got enough samples through the srtt filter,
884          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
885          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
886          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
887          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
888          * we could save a very bogus rtt.
889          *
890          * Don't update the default route's characteristics and don't
891          * update anything that the user "locked".
892          */
893         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
894                 u_long i = 0;
895
896                 if (isipv6) {
897                         struct sockaddr_in6 *sin6;
898
899                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
900                                 goto no_valid_rt;
901                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
902                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
903                                 goto no_valid_rt;
904                 } else
905                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
906                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
907                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
908                                 goto no_valid_rt;
909
910                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
911                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
912                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
913                                 /*
914                                  * filter this update to half the old & half
915                                  * the new values, converting scale.
916                                  * See route.h and tcp_var.h for a
917                                  * description of the scaling constants.
918                                  */
919                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
920                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
921                         else
922                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
923                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
924                 }
925                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
926                         i = tp->t_rttvar *
927                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
928                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
929                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
930                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
931                         else
932                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
933                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
934                 }
935                 /*
936                  * The old comment here said:
937                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
938                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
939                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
940                  * before we start updating, then update on both good
941                  * and bad news.
942                  *
943                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
944                  * specified explicitly in the route, because such
945                  * connections still have an implicit pipesize specified
946                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
947                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
948                  */
949                 i = tp->snd_ssthresh;
950                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
951                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
952                 else
953                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
954                 if (dosavessthresh ||
955                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
956                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
957                         /*
958                          * convert the limit from user data bytes to
959                          * packets then to packet data bytes.
960                          */
961                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
962                         if (i < 2)
963                                 i = 2;
964                         i *= tp->t_maxseg +
965                              (isipv6 ?
966                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
967                               sizeof(struct tcpiphdr));
968                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
969                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
970                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
971                         else
972                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
973                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
974                 }
975         }
976
977 no_valid_rt:
978         /* free the reassembly queue, if any */
979         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
980                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
981                 m_freem(q->tqe_m);
982                 FREE(q, M_TSEGQ);
983                 tcp_reass_qsize--;
984         }
985         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
986         if (TCP_DO_SACK(tp))
987                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
988
989         inp->inp_ppcb = NULL;
990         soisdisconnected(so);
991
992         tcp_destroy_timermsg(tp);
993
994         /*
995          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
996          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
997          * for each protocol thread and must be removed in the context of
998          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
999          * through the cpus.
1000          *
1001          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
1002          * the any hashes still present for this inp.
1003          */
1004 #ifdef SMP
1005         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
1006                 struct netmsg_remwildcard *msg;
1007
1008                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
1009                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
1010                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1011                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1012                             in_pcbremwildcardhash_handler);
1013 #ifdef INET6
1014                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
1015 #endif
1016                 msg->nm_inp = inp;
1017                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
1018                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1019         } else
1020 #endif
1021         {
1022                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
1023 #ifdef INET6
1024                 if (isafinet6)
1025                         in6_pcbdetach(inp);
1026                 else
1027 #endif
1028                         in_pcbdetach(inp);
1029         }
1030         tcpstat.tcps_closed++;
1031         return (NULL);
1032 }
1033
1034 static __inline void
1035 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1036 {
1037         struct inpcb *inpb;
1038         struct tcpcb *tcpb;
1039         struct tseg_qent *te;
1040
1041         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1042                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1043                         continue;
1044                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1045                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1046                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1047                                 m_freem(te->tqe_m);
1048                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1049                                 tcp_reass_qsize--;
1050                         }
1051                 }
1052         }
1053 }
1054
1055 #ifdef SMP
1056 struct netmsg_tcp_drain {
1057         struct netmsg           nm_netmsg;
1058         struct inpcbhead        *nm_head;
1059 };
1060
1061 static void
1062 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1063 {
1064         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1065
1066         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1067         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1068 }
1069 #endif
1070
1071 void
1072 tcp_drain(void)
1073 {
1074 #ifdef SMP
1075         int cpu;
1076 #endif
1077
1078         if (!do_tcpdrain)
1079                 return;
1080
1081         /*
1082          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1083          * if there is one...
1084          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1085          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1086          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1087          *      useful.
1088          */
1089 #ifdef SMP
1090         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1091                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1092
1093                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1094                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1095                 } else {
1096                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1097                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1098                         if (msg == NULL)
1099                                 continue;
1100                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1101                                     tcp_drain_handler);
1102                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1103                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1104                 }
1105         }
1106 #else
1107         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1108 #endif
1109 }
1110
1111 /*
1112  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1113  * store error as soft error, but wake up user
1114  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1115  *
1116  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1117  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1118  */
1119 static void
1120 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1121 {
1122         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1123
1124         /*
1125          * Ignore some errors if we are hooked up.
1126          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1127          * and receives a second error, give up now.  This is better
1128          * than waiting a long time to establish a connection that
1129          * can never complete.
1130          */
1131         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1132              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1133               error == EHOSTDOWN)) {
1134                 return;
1135         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1136             tp->t_softerror)
1137                 tcp_drop(tp, error);
1138         else
1139                 tp->t_softerror = error;
1140 #if 0
1141         wakeup(&so->so_timeo);
1142         sorwakeup(so);
1143         sowwakeup(so);
1144 #endif
1145 }
1146
1147 static int
1148 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1149 {
1150         int error, i, n;
1151         struct inpcb *marker;
1152         struct inpcb *inp;
1153         inp_gen_t gencnt;
1154         globaldata_t gd;
1155         int origcpu, ccpu;
1156
1157         error = 0;
1158         n = 0;
1159
1160         /*
1161          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1162          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1163          */
1164         if (req->oldptr == NULL) {
1165                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1166                         gd = globaldata_find(ccpu);
1167                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1168                 }
1169                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1170                 return (0);
1171         }
1172
1173         if (req->newptr != NULL)
1174                 return (EPERM);
1175
1176         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1177         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1178
1179         /*
1180          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1181          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1182          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1183          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1184          * cpu to avoid races).
1185          */
1186         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1187         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1188                 globaldata_t rgd;
1189                 caddr_t inp_ppcb;
1190                 struct xtcpcb xt;
1191                 int cpu_id;
1192
1193                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1194                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1195                         continue;
1196                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1197                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1198
1199                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1200                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1201
1202                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1203                 i = 0;
1204                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1205                         /*
1206                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1207                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1208                          */
1209                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1210                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1211
1212                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1213                                 continue;
1214                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1215                                 continue;
1216                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1217                                 continue;
1218
1219                         xt.xt_len = sizeof xt;
1220                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1221                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1222                         if (inp_ppcb != NULL)
1223                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1224                         else
1225                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1226                         if (inp->inp_socket)
1227                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1228                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1229                                 break;
1230                         ++i;
1231                 }
1232                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1233                 if (error == 0 && i < n) {
1234                         bzero(&xt, sizeof xt);
1235                         xt.xt_len = sizeof xt;
1236                         while (i < n) {
1237                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1238                                 if (error)
1239                                         break;
1240                                 ++i;
1241                         }
1242                 }
1243         }
1244
1245         /*
1246          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1247          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1248          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1249          * on a different cpu.
1250          */
1251         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1252         kfree(marker, M_TEMP);
1253         return (error);
1254 }
1255
1256 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1257             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1258
1259 static int
1260 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1261 {
1262         struct sockaddr_in addrs[2];
1263         struct inpcb *inp;
1264         int cpu;
1265         int error;
1266
1267         error = suser(req->td);
1268         if (error != 0)
1269                 return (error);
1270         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1271         if (error != 0)
1272                 return (error);
1273         crit_enter();
1274         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1275             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1276         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1277             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1278         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1279                 error = ENOENT;
1280                 goto out;
1281         }
1282         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1283 out:
1284         crit_exit();
1285         return (error);
1286 }
1287
1288 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1289     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1290
1291 #ifdef INET6
1292 static int
1293 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1294 {
1295         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1296         struct inpcb *inp;
1297         int error;
1298         boolean_t mapped = FALSE;
1299
1300         error = suser(req->td);
1301         if (error != 0)
1302                 return (error);
1303         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1304         if (error != 0)
1305                 return (error);
1306         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1307                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1308                         mapped = TRUE;
1309                 else
1310                         return (EINVAL);
1311         }
1312         crit_enter();
1313         if (mapped) {
1314                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1315                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1316                     addrs[1].sin6_port,
1317                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1318                     addrs[0].sin6_port,
1319                     0, NULL);
1320         } else {
1321                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1322                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1323                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1324                     0, NULL);
1325         }
1326         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1327                 error = ENOENT;
1328                 goto out;
1329         }
1330         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1331 out:
1332         crit_exit();
1333         return (error);
1334 }
1335
1336 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1337             0, 0,
1338             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1339 #endif
1340
1341 struct netmsg_tcp_notify {
1342         struct netmsg   nm_nmsg;
1343         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1344         struct in_addr  nm_faddr;
1345         int             nm_arg;
1346 };
1347
1348 static void
1349 tcp_notifyall_oncpu(struct netmsg *netmsg)
1350 {
1351         struct netmsg_tcp_notify *nmsg = (struct netmsg_tcp_notify *)netmsg;
1352         int nextcpu;
1353
1354         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nmsg->nm_faddr,
1355                         nmsg->nm_arg, nmsg->nm_notify);
1356
1357         nextcpu = mycpuid + 1;
1358         if (nextcpu < ncpus2)
1359                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(nextcpu), &netmsg->nm_lmsg);
1360         else
1361                 lwkt_replymsg(&netmsg->nm_lmsg, 0);
1362 }
1363
1364 void
1365 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1366 {
1367         struct ip *ip = vip;
1368         struct tcphdr *th;
1369         struct in_addr faddr;
1370         struct inpcb *inp;
1371         struct tcpcb *tp;
1372         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1373         tcp_seq icmpseq;
1374         int arg, cpu;
1375
1376         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1377                 return;
1378         }
1379
1380         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1381         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1382                 return;
1383
1384         arg = inetctlerrmap[cmd];
1385         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1386                 notify = tcp_quench;
1387         } else if (icmp_may_rst &&
1388                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1389                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1390                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1391                    ip != NULL) {
1392                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1393         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1394                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1395                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1396
1397                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1398                 notify = tcp_mtudisc;
1399         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1400                 ip = NULL;
1401                 notify = in_rtchange;
1402         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1403                 ip = NULL;
1404         }
1405
1406         if (ip != NULL) {
1407                 crit_enter();
1408                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1409                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1410                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1411                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1412                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1413                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1414                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1415                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1416                         tp = intotcpcb(inp);
1417                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1418                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1419                                 (*notify)(inp, arg);
1420                 } else {
1421                         struct in_conninfo inc;
1422
1423                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1424                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1425                         inc.inc_faddr = faddr;
1426                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1427 #ifdef INET6
1428                         inc.inc_isipv6 = 0;
1429 #endif
1430                         syncache_unreach(&inc, th);
1431                 }
1432                 crit_exit();
1433         } else {
1434                 struct netmsg_tcp_notify nmsg;
1435
1436                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1437                 netmsg_init(&nmsg.nm_nmsg, &curthread->td_msgport, 0,
1438                             tcp_notifyall_oncpu);
1439                 nmsg.nm_faddr = faddr;
1440                 nmsg.nm_arg = arg;
1441                 nmsg.nm_notify = notify;
1442
1443                 lwkt_domsg(tcp_cport(0), &nmsg.nm_nmsg.nm_lmsg, 0);
1444         }
1445 }
1446
1447 #ifdef INET6
1448 void
1449 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1450 {
1451         struct tcphdr th;
1452         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1453         struct ip6_hdr *ip6;
1454         struct mbuf *m;
1455         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1456         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1457         int off;
1458         struct tcp_portonly {
1459                 u_int16_t th_sport;
1460                 u_int16_t th_dport;
1461         } *thp;
1462         int arg;
1463
1464         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1465             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1466                 return;
1467
1468         arg = 0;
1469         if (cmd == PRC_QUENCH)
1470                 notify = tcp_quench;
1471         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1472                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1473                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1474
1475                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1476                 notify = tcp_mtudisc;
1477         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1478                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1479                 return;
1480         }
1481
1482         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1483         if (d != NULL) {
1484                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1485                 m = ip6cp->ip6c_m;
1486                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1487                 off = ip6cp->ip6c_off;
1488                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1489         } else {
1490                 m = NULL;
1491                 ip6 = NULL;
1492                 off = 0;        /* fool gcc */
1493                 sa6_src = &sa6_any;
1494         }
1495
1496         if (ip6 != NULL) {
1497                 struct in_conninfo inc;
1498                 /*
1499                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1500                  * M and OFF are valid.
1501                  */
1502
1503                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1504                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1505                         return;
1506
1507                 bzero(&th, sizeof th);
1508                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1509
1510                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1511                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1512                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1513
1514                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1515                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1516                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1517                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1518                 inc.inc_isipv6 = 1;
1519                 syncache_unreach(&inc, &th);
1520         } else
1521                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1522                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1523 }
1524 #endif
1525
1526 /*
1527  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1528  *
1529  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1530  * 1.  In SYN-ACK packets.
1531  * 2.  In SYN packets.
1532  *
1533  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1534  * tcp_syncache.c for details.
1535  *
1536  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1537  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1538  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1539  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1540  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1541  *
1542  * Implementation details:
1543  *
1544  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1545  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1546  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1547  * before rollover.
1548  *
1549  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1550  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1551  * as reseeding should not be necessary.
1552  *
1553  */
1554
1555 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1556
1557 u_char isn_secret[32];
1558 int isn_last_reseed;
1559 MD5_CTX isn_ctx;
1560
1561 tcp_seq
1562 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1563 {
1564         u_int32_t md5_buffer[4];
1565         tcp_seq new_isn;
1566
1567         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1568         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1569              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1570                 < (u_int)ticks))) {
1571                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1572                 isn_last_reseed = ticks;
1573         }
1574
1575         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1576         MD5Init(&isn_ctx);
1577         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1578         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1579 #ifdef INET6
1580         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1581                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1582                           sizeof(struct in6_addr));
1583                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1584                           sizeof(struct in6_addr));
1585         } else
1586 #endif
1587         {
1588                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1589                           sizeof(struct in_addr));
1590                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1591                           sizeof(struct in_addr));
1592         }
1593         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1594         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1595         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1596         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1597         return (new_isn);
1598 }
1599
1600 /*
1601  * When a source quench is received, close congestion window
1602  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1603  */
1604 void
1605 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1606 {
1607         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1608
1609         if (tp != NULL) {
1610                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1611                 tp->snd_wacked = 0;
1612         }
1613 }
1614
1615 /*
1616  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1617  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1618  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1619  */
1620 void
1621 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1622 {
1623         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1624
1625         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1626                 tcp_drop(tp, error);
1627 }
1628
1629 /*
1630  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1631  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1632  * since we know the packet we just sent was dropped.
1633  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1634  */
1635 void
1636 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1637 {
1638         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1639         struct rtentry *rt;
1640         struct socket *so = inp->inp_socket;
1641         int maxopd, mss;
1642 #ifdef INET6
1643         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1644 #else
1645         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1646 #endif
1647
1648         if (tp == NULL)
1649                 return;
1650
1651         /*
1652          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1653          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1654          */
1655         if (mtu == 0) {
1656                 int oldmtu;
1657
1658                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1659                     (isipv6 ?
1660                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1661                      sizeof(struct tcpiphdr));
1662                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1663         }
1664
1665         if (isipv6)
1666                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1667         else
1668                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1669         if (rt != NULL) {
1670                 struct rmxp_tao *taop = rmx_taop(rt->rt_rmx);
1671
1672                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1673                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1674
1675                 maxopd = mtu -
1676                     (isipv6 ?
1677                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1678                      sizeof(struct tcpiphdr));
1679
1680                 /*
1681                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1682                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1683                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1684                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1685                  * never actually take place, because the conservative
1686                  * default is much less than the MTUs typically seen
1687                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1688                  * this under the carpet.
1689                  *
1690                  * The conservative default might not actually be a problem
1691                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1692                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1693                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1694                  * will get recorded and the new parameters should get
1695                  * recomputed.  For Further Study.
1696                  */
1697                 if (taop->tao_mssopt != 0 && taop->tao_mssopt < maxopd)
1698                         maxopd = taop->tao_mssopt;
1699         } else
1700                 maxopd = mtu -
1701                     (isipv6 ?
1702                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1703                      sizeof(struct tcpiphdr));
1704
1705         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1706                 return;
1707         tp->t_maxopd = maxopd;
1708
1709         mss = maxopd;
1710         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1711                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1712                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1713
1714         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC | TF_NOOPT)) ==
1715                            (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC))
1716                 mss -= TCPOLEN_CC_APPA;
1717
1718         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1719 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1720         if (mss > MCLBYTES)
1721                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1722 #else
1723         if (mss > MCLBYTES)
1724                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1725 #endif
1726
1727         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1728                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1729
1730         tp->t_maxseg = mss;
1731         tp->t_rtttime = 0;
1732         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1733         tcp_output(tp);
1734         tcpstat.tcps_mturesent++;
1735 }
1736
1737 /*
1738  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1739  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1740  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1741  * to get the interface MTU.
1742  */
1743 struct rtentry *
1744 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1745 {
1746         struct route *ro = &inc->inc_route;
1747
1748         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1749                 /* No route yet, so try to acquire one */
1750                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1751                         /*
1752                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1753                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1754                          */
1755                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1756                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1757                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1758                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1759                             inc->inc_faddr;
1760                         rtalloc(ro);
1761                 }
1762         }
1763         return (ro->ro_rt);
1764 }
1765
1766 #ifdef INET6
1767 struct rtentry *
1768 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1769 {
1770         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1771
1772         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1773                 /* No route yet, so try to acquire one */
1774                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1775                         /*
1776                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1777                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1778                          */
1779                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1780                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1781                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1782                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1783                         rtalloc((struct route *)ro6);
1784                 }
1785         }
1786         return (ro6->ro_rt);
1787 }
1788 #endif
1789
1790 #ifdef IPSEC
1791 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1792 size_t
1793 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1794 {
1795         struct inpcb *inp;
1796         struct mbuf *m;
1797         size_t hdrsiz;
1798         struct ip *ip;
1799         struct tcphdr *th;
1800
1801         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1802                 return (0);
1803         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1804         if (!m)
1805                 return (0);
1806
1807 #ifdef INET6
1808         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1809                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1810
1811                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1812                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1813                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1814                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1815                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1816         } else
1817 #endif
1818         {
1819                 ip = mtod(m, struct ip *);
1820                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1821                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1822                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1823                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1824         }
1825
1826         m_free(m);
1827         return (hdrsiz);
1828 }
1829 #endif
1830
1831 /*
1832  * Return a pointer to the cached information about the remote host.
1833  * The cached information is stored in the protocol specific part of
1834  * the route metrics.
1835  */
1836 struct rmxp_tao *
1837 tcp_gettaocache(struct in_conninfo *inc)
1838 {
1839         struct rtentry *rt;
1840
1841 #ifdef INET6
1842         if (inc->inc_isipv6)
1843                 rt = tcp_rtlookup6(inc);
1844         else
1845 #endif
1846                 rt = tcp_rtlookup(inc);
1847
1848         /* Make sure this is a host route and is up. */
1849         if (rt == NULL ||
1850             (rt->rt_flags & (RTF_UP | RTF_HOST)) != (RTF_UP | RTF_HOST))
1851                 return (NULL);
1852
1853         return (rmx_taop(rt->rt_rmx));
1854 }
1855
1856 /*
1857  * Clear all the TAO cache entries, called from tcp_init.
1858  *
1859  * XXX
1860  * This routine is just an empty one, because we assume that the routing
1861  * routing tables are initialized at the same time when TCP, so there is
1862  * nothing in the cache left over.
1863  */
1864 static void
1865 tcp_cleartaocache(void)
1866 {
1867 }
1868
1869 /*
1870  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1871  *
1872  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1873  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1874  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1875  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1876  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1877  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1878  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1879  * side of the connection.
1880  *
1881  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1882  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1883  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1884  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1885  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1886  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1887  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1888  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1889  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1890  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1891  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1892  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1893  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1894  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1895  * resources.
1896  *
1897  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1898  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1899  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1900  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1901  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1902  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1903  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1904  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1905  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1906  * implementing the same algorithm.
1907  *
1908  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1909  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1910  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1911  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1912  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1913  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1914  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1915  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1916  * which to extend the algorithm.
1917  */
1918 void
1919 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1920 {
1921         u_long bw;
1922         u_long bwnd;
1923         int save_ticks;
1924         int delta_ticks;
1925
1926         /*
1927          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1928          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1929          */
1930         if (!tcp_inflight_enable) {
1931                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1932                 tp->snd_bandwidth = 0;
1933                 return;
1934         }
1935
1936         /*
1937          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1938          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1939          */
1940         save_ticks = ticks;
1941         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1942         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1943                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1944                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1945                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1946                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1947                 return;
1948         }
1949         if (delta_ticks == 0)
1950                 return;
1951
1952         /*
1953          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1954          */
1955         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1956                 return;
1957
1958         /*
1959          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1960          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1961          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1962          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1963          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1964          * increases.
1965          */
1966         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1967         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1968         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1969         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1970
1971         tp->snd_bandwidth = bw;
1972
1973         /*
1974          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1975          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1976          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1977          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1978          *
1979          * Situations Handled:
1980          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1981          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1982          *          specified, and also does a good job preventing
1983          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1984          *          (at least for the transmit side).
1985          *
1986          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1987          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1988          *          increases).
1989          *
1990          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1991          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1992          *          a little work).
1993          *
1994          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
1995          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1996          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1997          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1998          *          choice.
1999          */
2000
2001 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
2002         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
2003                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
2004 #undef USERTT
2005
2006         if (tcp_inflight_debug > 0) {
2007                 static int ltime;
2008                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
2009                         ltime = ticks;
2010                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
2011                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
2012                 }
2013         }
2014         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
2015                 bwnd = tcp_inflight_min;
2016         if (bwnd > tcp_inflight_max)
2017                 bwnd = tcp_inflight_max;
2018         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
2019                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
2020         tp->snd_bwnd = bwnd;
2021 }