network - Move socket from netmsg ext to netmsg header, add port to socket
[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/priv.h>
89 #include <sys/socket.h>
90 #include <sys/socketvar.h>
91 #include <sys/protosw.h>
92 #include <sys/random.h>
93 #include <sys/in_cksum.h>
94 #include <sys/ktr.h>
95
96 #include <vm/vm_zone.h>
97
98 #include <net/route.h>
99 #include <net/if.h>
100 #include <net/netisr.h>
101
102 #define _IP_VHL
103 #include <netinet/in.h>
104 #include <netinet/in_systm.h>
105 #include <netinet/ip.h>
106 #include <netinet/ip6.h>
107 #include <netinet/in_pcb.h>
108 #include <netinet6/in6_pcb.h>
109 #include <netinet/in_var.h>
110 #include <netinet/ip_var.h>
111 #include <netinet6/ip6_var.h>
112 #include <netinet/ip_icmp.h>
113 #ifdef INET6
114 #include <netinet/icmp6.h>
115 #endif
116 #include <netinet/tcp.h>
117 #include <netinet/tcp_fsm.h>
118 #include <netinet/tcp_seq.h>
119 #include <netinet/tcp_timer.h>
120 #include <netinet/tcp_timer2.h>
121 #include <netinet/tcp_var.h>
122 #include <netinet6/tcp6_var.h>
123 #include <netinet/tcpip.h>
124 #ifdef TCPDEBUG
125 #include <netinet/tcp_debug.h>
126 #endif
127 #include <netinet6/ip6protosw.h>
128
129 #ifdef IPSEC
130 #include <netinet6/ipsec.h>
131 #ifdef INET6
132 #include <netinet6/ipsec6.h>
133 #endif
134 #endif
135
136 #ifdef FAST_IPSEC
137 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
138 #ifdef INET6
139 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
140 #endif
141 #define IPSEC
142 #endif
143
144 #include <sys/md5.h>
145 #include <sys/msgport2.h>
146 #include <machine/smp.h>
147
148 #include <net/netmsg2.h>
149
150 #if !defined(KTR_TCP)
151 #define KTR_TCP         KTR_ALL
152 #endif
153 KTR_INFO_MASTER(tcp);
154 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, rxmsg, 0, "tcp getmsg", 0);
155 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, wait, 1, "tcp waitmsg", 0);
156 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, delayed, 2, "tcp execute delayed ops", 0);
157 #define logtcp(name)    KTR_LOG(tcp_ ## name)
158
159 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
160 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
161
162 int tcp_mpsafe_proto = 0;
163 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_proto", &tcp_mpsafe_proto);
164
165 static int tcp_mpsafe_thread = NETMSG_SERVICE_ADAPTIVE;
166 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_thread", &tcp_mpsafe_thread);
167 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, mpsafe_thread, CTLFLAG_RW,
168            &tcp_mpsafe_thread, 0,
169            "0:BGL, 1:Adaptive BGL, 2:No BGL(experimental)");
170
171 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
172 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
173     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
174
175 #ifdef INET6
176 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
177 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
178     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
179 #endif
180
181 /*
182  * Minimum MSS we accept and use. This prevents DoS attacks where
183  * we are forced to a ridiculous low MSS like 20 and send hundreds
184  * of packets instead of one. The effect scales with the available
185  * bandwidth and quickly saturates the CPU and network interface
186  * with packet generation and sending. Set to zero to disable MINMSS
187  * checking. This setting prevents us from sending too small packets.
188  */
189 int tcp_minmss = TCP_MINMSS;
190 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, minmss, CTLFLAG_RW,
191     &tcp_minmss , 0, "Minmum TCP Maximum Segment Size");
192
193 #if 0
194 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
195 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
196     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
197 #endif
198
199 int tcp_do_rfc1323 = 1;
200 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
201     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
202
203 int tcp_do_rfc1644 = 0;
204 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1644, rfc1644, CTLFLAG_RW,
205     &tcp_do_rfc1644, 0, "Enable rfc1644 (TTCP) extensions");
206
207 static int tcp_tcbhashsize = 0;
208 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
209      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
210
211 static int do_tcpdrain = 1;
212 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
213      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
214
215 /* XXX JH */
216 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD,
217     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
218
219 static int icmp_may_rst = 1;
220 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
221     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
222
223 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
224 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
225     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
226
227 /*
228  * TCP bandwidth limiting sysctls.  The inflight limiter is now turned on
229  * by default, but with generous values which should allow maximal
230  * bandwidth.  In particular, the slop defaults to 50 (5 packets).
231  *
232  * The reason for doing this is that the limiter is the only mechanism we
233  * have which seems to do a really good job preventing receiver RX rings
234  * on network interfaces from getting blown out.  Even though GigE/10GigE
235  * is supposed to flow control it looks like either it doesn't actually
236  * do it or Open Source drivers do not properly enable it.
237  *
238  * People using the limiter to reduce bottlenecks on slower WAN connections
239  * should set the slop to 20 (2 packets).
240  */
241 static int tcp_inflight_enable = 1;
242 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
243     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
244
245 static int tcp_inflight_debug = 0;
246 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
247     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
248
249 static int tcp_inflight_min = 6144;
250 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
251     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
252
253 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
254 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
255     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
256
257 static int tcp_inflight_stab = 50;
258 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
259     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 3 packets)");
260
261 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
262 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
263
264 static void tcp_willblock(int);
265 static void tcp_cleartaocache (void);
266 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
267
268 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
269 #ifdef SMP
270 static int
271 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
272 {
273         int cpu, error = 0;
274
275         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
276                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
277                                         sizeof(struct tcp_stats))))
278                         break;
279                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
280                                        sizeof(struct tcp_stats))))
281                         break;
282         }
283
284         return (error);
285 }
286 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
287     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
288 #else
289 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
290     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
291 #endif
292
293 /*
294  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
295  *
296  * Note that this can be overridden by the kernel environment
297  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
298  */
299 #ifndef TCBHASHSIZE
300 #define TCBHASHSIZE     512
301 #endif
302
303 /*
304  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
305  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
306  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
307  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
308  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
309  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
310  */
311 #define ALIGNMENT       32
312 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
313 struct  inp_tp {
314         union {
315                 struct  inpcb inp;
316                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
317         } inp_tp_u;
318         struct  tcpcb tcb;
319         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
320         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
321         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
322         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
323         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
324         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
325 };
326 #undef ALIGNMENT
327 #undef ALIGNM1
328
329 /*
330  * Tcp initialization
331  */
332 void
333 tcp_init(void)
334 {
335         struct inpcbporthead *porthashbase;
336         u_long porthashmask;
337         struct vm_zone *ipi_zone;
338         int hashsize = TCBHASHSIZE;
339         int cpu;
340
341         /*
342          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
343          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
344          */
345         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
346                     25, -1, 0, NULL);
347
348         tcp_ccgen = 1;
349         tcp_cleartaocache();
350
351         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
352         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
353         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
354         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
355         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
356         tcp_msl = TCPTV_MSL;
357         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
358         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
359
360         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
361         if (!powerof2(hashsize)) {
362                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
363                 hashsize = 512; /* safe default */
364         }
365         tcp_tcbhashsize = hashsize;
366         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
367         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
368                          ZONE_INTERRUPT, 0);
369
370         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
371                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
372                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
373                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
374                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
375                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
376                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
377                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
378                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
379                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
380                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
381         }
382
383         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
384         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
385
386 #ifdef INET6
387 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
388 #else
389 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
390 #endif
391         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
392                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
393         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
394                 panic("tcp_init");
395 #undef TCP_MINPROTOHDR
396
397         /*
398          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
399          */
400 #ifdef SMP
401         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
402                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
403         }
404 #else
405         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
406 #endif
407
408         syncache_init();
409         tcp_thread_init();
410 }
411
412 void
413 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
414 {
415         struct netmsg *msg;
416         int mplocked;
417
418         /*
419          * Thread was started with TDF_MPSAFE
420          */
421         mplocked = 0;
422
423         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
424                 do {
425                         logtcp(rxmsg);
426                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
427                                                   mplocked);
428                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
429
430                 logtcp(delayed);
431                 tcp_willblock(mplocked);
432                 logtcp(wait);
433         }
434 }
435
436 static void
437 tcp_willblock(int mplocked)
438 {
439         struct tcpcb *tp;
440         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
441         int unlock = 0;
442
443         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
444                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
445                         return;
446
447                 get_mplock();
448                 mplocked = 1;
449                 unlock = 1;
450         }
451
452         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
453                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
454                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
455                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
456                 tcp_output(tp);
457         }
458
459         if (unlock)
460                 rel_mplock();
461 }
462
463
464 /*
465  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
466  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
467  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
468  */
469 void
470 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
471 {
472         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
473         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
474
475 #ifdef INET6
476         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
477                 struct ip6_hdr *ip6;
478
479                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
480                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
481                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
482                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
483                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
484                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
485                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
486                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
487                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
488                 tcp_hdr->th_sum = 0;
489         } else
490 #endif
491         {
492                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
493
494                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
495                 ip->ip_tos = 0;
496                 ip->ip_len = 0;
497                 ip->ip_id = 0;
498                 ip->ip_off = 0;
499                 ip->ip_ttl = 0;
500                 ip->ip_sum = 0;
501                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
502                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
503                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
504                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
505                                     ip->ip_dst.s_addr,
506                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
507         }
508
509         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
510         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
511         tcp_hdr->th_seq = 0;
512         tcp_hdr->th_ack = 0;
513         tcp_hdr->th_x2 = 0;
514         tcp_hdr->th_off = 5;
515         tcp_hdr->th_flags = 0;
516         tcp_hdr->th_win = 0;
517         tcp_hdr->th_urp = 0;
518 }
519
520 /*
521  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
522  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
523  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
524  */
525 struct tcptemp *
526 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
527 {
528         struct tcptemp *tmp;
529
530         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
531                 return (NULL);
532         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
533         return (tmp);
534 }
535
536 void
537 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
538 {
539         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
540 }
541
542 /*
543  * Send a single message to the TCP at address specified by
544  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
545  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
546  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
547  * template for a connection.  If flags are given then we send
548  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
549  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
550  *
551  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
552  * segment are as specified by the parameters.
553  *
554  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
555  */
556 void
557 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
558             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
559 {
560         int tlen;
561         int win = 0;
562         struct route *ro = NULL;
563         struct route sro;
564         struct ip *ip = ipgen;
565         struct tcphdr *nth;
566         int ipflags = 0;
567         struct route_in6 *ro6 = NULL;
568         struct route_in6 sro6;
569         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
570         boolean_t use_tmpro = TRUE;
571 #ifdef INET6
572         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
573 #else
574         const boolean_t isipv6 = FALSE;
575 #endif
576
577         if (tp != NULL) {
578                 if (!(flags & TH_RST)) {
579                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
580                         if (win < 0)
581                                 win = 0;
582                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
583                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
584                 }
585                 /*
586                  * Don't use the route cache of a listen socket,
587                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
588                  */
589                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
590                         if (isipv6)
591                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
592                         else
593                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
594                         use_tmpro = FALSE;
595                 }
596         }
597         if (use_tmpro) {
598                 if (isipv6) {
599                         ro6 = &sro6;
600                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
601                 } else {
602                         ro = &sro;
603                         bzero(ro, sizeof *ro);
604                 }
605         }
606         if (m == NULL) {
607                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
608                 if (m == NULL)
609                         return;
610                 tlen = 0;
611                 m->m_data += max_linkhdr;
612                 if (isipv6) {
613                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
614                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
615                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
616                 } else {
617                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
618                         ip = mtod(m, struct ip *);
619                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
620                 }
621                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
622                 flags = TH_ACK;
623         } else {
624                 m_freem(m->m_next);
625                 m->m_next = NULL;
626                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
627                 /* m_len is set later */
628                 tlen = 0;
629 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
630                 if (isipv6) {
631                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
632                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
633                 } else {
634                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
635                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
636                 }
637                 if (th != nth) {
638                         /*
639                          * this is usually a case when an extension header
640                          * exists between the IPv6 header and the
641                          * TCP header.
642                          */
643                         nth->th_sport = th->th_sport;
644                         nth->th_dport = th->th_dport;
645                 }
646                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
647 #undef xchg
648         }
649         if (isipv6) {
650                 ip6->ip6_flow = 0;
651                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
652                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
653                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
654                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
655         } else {
656                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
657                 ip->ip_len = tlen;
658                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
659         }
660         m->m_len = tlen;
661         m->m_pkthdr.len = tlen;
662         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
663         nth->th_seq = htonl(seq);
664         nth->th_ack = htonl(ack);
665         nth->th_x2 = 0;
666         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
667         nth->th_flags = flags;
668         if (tp != NULL)
669                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
670         else
671                 nth->th_win = htons((u_short)win);
672         nth->th_urp = 0;
673         if (isipv6) {
674                 nth->th_sum = 0;
675                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
676                                         sizeof(struct ip6_hdr),
677                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
678                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
679                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
680                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
681         } else {
682                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
683                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
684                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
685                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
686         }
687 #ifdef TCPDEBUG
688         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
689                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
690 #endif
691         if (isipv6) {
692                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
693                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
694                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
695                         RTFREE(ro6->ro_rt);
696                         ro6->ro_rt = NULL;
697                 }
698         } else {
699                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
700                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
701                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
702                         RTFREE(ro->ro_rt);
703                         ro->ro_rt = NULL;
704                 }
705         }
706 }
707
708 /*
709  * Create a new TCP control block, making an
710  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
711  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
712  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
713  */
714 struct tcpcb *
715 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
716 {
717         struct inp_tp *it;
718         struct tcpcb *tp;
719 #ifdef INET6
720         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
721 #else
722         const boolean_t isipv6 = FALSE;
723 #endif
724
725         it = (struct inp_tp *)inp;
726         tp = &it->tcb;
727         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
728         LIST_INIT(&tp->t_segq);
729         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
730
731         /* Set up our timeouts. */
732         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
733         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
734         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
735         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
736         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
737         tcp_inittimers(tp);
738
739         /*
740          * Zero out timer message.  We don't create it here,
741          * since the current CPU may not be the owner of this
742          * inpcb.
743          */
744         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
745         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
746
747         if (tcp_do_rfc1323)
748                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
749         if (tcp_do_rfc1644)
750                 tp->t_flags |= TF_REQ_CC;
751         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
752         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
753         /*
754          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
755          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
756          * reasonable initial retransmit time.
757          */
758         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
759         tp->t_rttvar =
760             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
761         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
762         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
763         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
764         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
765         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
766         tp->t_rcvtime = ticks;
767         /*
768          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
769          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
770          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
771          */
772         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
773         inp->inp_ppcb = tp;
774         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
775         return (tp);            /* XXX */
776 }
777
778 /*
779  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
780  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
781  */
782 struct tcpcb *
783 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
784 {
785         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
786
787         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
788                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
789                 tcp_output(tp);
790                 tcpstat.tcps_drops++;
791         } else
792                 tcpstat.tcps_conndrops++;
793         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
794                 error = tp->t_softerror;
795         so->so_error = error;
796         return (tcp_close(tp));
797 }
798
799 #ifdef SMP
800
801 struct netmsg_remwildcard {
802         struct netmsg           nm_netmsg;
803         struct inpcb            *nm_inp;
804         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
805 #if defined(INET6)
806         int                     nm_isinet6;
807 #else
808         int                     nm_unused01;
809 #endif
810 };
811
812 /*
813  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
814  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
815  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
816  */
817 static void
818 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
819 {
820         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
821         int cpu;
822
823         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
824
825         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
826                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
827 #ifdef INET6
828                 if (msg->nm_isinet6)
829                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
830                 else
831 #endif
832                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
833                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
834         } else {
835                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
836                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
837                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
838                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
839         }
840 }
841
842 #endif
843
844 /*
845  * Close a TCP control block:
846  *      discard all space held by the tcp
847  *      discard internet protocol block
848  *      wake up any sleepers
849  */
850 struct tcpcb *
851 tcp_close(struct tcpcb *tp)
852 {
853         struct tseg_qent *q;
854         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
855         struct socket *so = inp->inp_socket;
856         struct rtentry *rt;
857         boolean_t dosavessthresh;
858 #ifdef SMP
859         int cpu;
860 #endif
861 #ifdef INET6
862         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
863         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
864 #else
865         const boolean_t isipv6 = FALSE;
866 #endif
867
868         /*
869          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
870          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
871          * messing with it, though it should be noted that this change may
872          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
873          * hash removal.
874          *
875          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
876          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
877          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
878          */
879         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
880         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
881
882         /*
883          * Make sure that all of our timers are stopped before we
884          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
885          * timers are never used.  If timer message is never created
886          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
887          */
888         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
889                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
890                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
891                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
892                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
893                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
894         }
895
896         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
897                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
898                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
899                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
900         }
901
902         /*
903          * If we got enough samples through the srtt filter,
904          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
905          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
906          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
907          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
908          * we could save a very bogus rtt.
909          *
910          * Don't update the default route's characteristics and don't
911          * update anything that the user "locked".
912          */
913         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
914                 u_long i = 0;
915
916                 if (isipv6) {
917                         struct sockaddr_in6 *sin6;
918
919                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
920                                 goto no_valid_rt;
921                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
922                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
923                                 goto no_valid_rt;
924                 } else
925                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
926                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
927                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
928                                 goto no_valid_rt;
929
930                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
931                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
932                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
933                                 /*
934                                  * filter this update to half the old & half
935                                  * the new values, converting scale.
936                                  * See route.h and tcp_var.h for a
937                                  * description of the scaling constants.
938                                  */
939                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
940                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
941                         else
942                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
943                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
944                 }
945                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
946                         i = tp->t_rttvar *
947                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
948                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
949                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
950                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
951                         else
952                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
953                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
954                 }
955                 /*
956                  * The old comment here said:
957                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
958                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
959                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
960                  * before we start updating, then update on both good
961                  * and bad news.
962                  *
963                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
964                  * specified explicitly in the route, because such
965                  * connections still have an implicit pipesize specified
966                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
967                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
968                  */
969                 i = tp->snd_ssthresh;
970                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
971                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
972                 else
973                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
974                 if (dosavessthresh ||
975                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
976                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
977                         /*
978                          * convert the limit from user data bytes to
979                          * packets then to packet data bytes.
980                          */
981                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
982                         if (i < 2)
983                                 i = 2;
984                         i *= tp->t_maxseg +
985                              (isipv6 ?
986                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
987                               sizeof(struct tcpiphdr));
988                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
989                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
990                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
991                         else
992                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
993                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
994                 }
995         }
996
997 no_valid_rt:
998         /* free the reassembly queue, if any */
999         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
1000                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
1001                 m_freem(q->tqe_m);
1002                 FREE(q, M_TSEGQ);
1003                 tcp_reass_qsize--;
1004         }
1005         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
1006         if (TCP_DO_SACK(tp))
1007                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
1008
1009         inp->inp_ppcb = NULL;
1010         soisdisconnected(so);
1011
1012         tcp_destroy_timermsg(tp);
1013
1014         /*
1015          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
1016          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
1017          * for each protocol thread and must be removed in the context of
1018          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
1019          * through the cpus.
1020          *
1021          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
1022          * the any hashes still present for this inp.
1023          */
1024 #ifdef SMP
1025         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
1026                 struct netmsg_remwildcard *msg;
1027
1028                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
1029                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
1030                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1031                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, NULL, &netisr_afree_rport,
1032                             0, in_pcbremwildcardhash_handler);
1033 #ifdef INET6
1034                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
1035 #endif
1036                 msg->nm_inp = inp;
1037                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
1038                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1039         } else
1040 #endif
1041         {
1042                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
1043 #ifdef INET6
1044                 if (isafinet6)
1045                         in6_pcbdetach(inp);
1046                 else
1047 #endif
1048                         in_pcbdetach(inp);
1049         }
1050         tcpstat.tcps_closed++;
1051         return (NULL);
1052 }
1053
1054 static __inline void
1055 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1056 {
1057         struct inpcb *inpb;
1058         struct tcpcb *tcpb;
1059         struct tseg_qent *te;
1060
1061         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1062                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1063                         continue;
1064                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1065                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1066                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1067                                 m_freem(te->tqe_m);
1068                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1069                                 tcp_reass_qsize--;
1070                         }
1071                 }
1072         }
1073 }
1074
1075 #ifdef SMP
1076 struct netmsg_tcp_drain {
1077         struct netmsg           nm_netmsg;
1078         struct inpcbhead        *nm_head;
1079 };
1080
1081 static void
1082 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1083 {
1084         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1085
1086         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1087         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1088 }
1089 #endif
1090
1091 void
1092 tcp_drain(void)
1093 {
1094 #ifdef SMP
1095         int cpu;
1096 #endif
1097
1098         if (!do_tcpdrain)
1099                 return;
1100
1101         /*
1102          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1103          * if there is one...
1104          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1105          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1106          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1107          *      useful.
1108          */
1109 #ifdef SMP
1110         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1111                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1112
1113                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1114                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1115                 } else {
1116                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1117                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1118                         if (msg == NULL)
1119                                 continue;
1120                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, NULL, &netisr_afree_rport,
1121                                     0, tcp_drain_handler);
1122                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1123                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1124                 }
1125         }
1126 #else
1127         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1128 #endif
1129 }
1130
1131 /*
1132  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1133  * store error as soft error, but wake up user
1134  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1135  *
1136  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1137  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1138  */
1139 static void
1140 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1141 {
1142         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1143
1144         /*
1145          * Ignore some errors if we are hooked up.
1146          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1147          * and receives a second error, give up now.  This is better
1148          * than waiting a long time to establish a connection that
1149          * can never complete.
1150          */
1151         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1152              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1153               error == EHOSTDOWN)) {
1154                 return;
1155         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1156             tp->t_softerror)
1157                 tcp_drop(tp, error);
1158         else
1159                 tp->t_softerror = error;
1160 #if 0
1161         wakeup(&so->so_timeo);
1162         sorwakeup(so);
1163         sowwakeup(so);
1164 #endif
1165 }
1166
1167 static int
1168 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1169 {
1170         int error, i, n;
1171         struct inpcb *marker;
1172         struct inpcb *inp;
1173         inp_gen_t gencnt;
1174         globaldata_t gd;
1175         int origcpu, ccpu;
1176
1177         error = 0;
1178         n = 0;
1179
1180         /*
1181          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1182          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1183          */
1184         if (req->oldptr == NULL) {
1185                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1186                         gd = globaldata_find(ccpu);
1187                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1188                 }
1189                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1190                 return (0);
1191         }
1192
1193         if (req->newptr != NULL)
1194                 return (EPERM);
1195
1196         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1197         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1198
1199         /*
1200          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1201          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1202          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1203          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1204          * cpu to avoid races).
1205          */
1206         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1207         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1208                 globaldata_t rgd;
1209                 caddr_t inp_ppcb;
1210                 struct xtcpcb xt;
1211                 int cpu_id;
1212
1213                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1214                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1215                         continue;
1216                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1217                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1218
1219                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1220                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1221
1222                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1223                 i = 0;
1224                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1225                         /*
1226                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1227                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1228                          */
1229                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1230                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1231
1232                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1233                                 continue;
1234                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1235                                 continue;
1236                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1237                                 continue;
1238
1239                         xt.xt_len = sizeof xt;
1240                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1241                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1242                         if (inp_ppcb != NULL)
1243                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1244                         else
1245                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1246                         if (inp->inp_socket)
1247                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1248                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1249                                 break;
1250                         ++i;
1251                 }
1252                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1253                 if (error == 0 && i < n) {
1254                         bzero(&xt, sizeof xt);
1255                         xt.xt_len = sizeof xt;
1256                         while (i < n) {
1257                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1258                                 if (error)
1259                                         break;
1260                                 ++i;
1261                         }
1262                 }
1263         }
1264
1265         /*
1266          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1267          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1268          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1269          * on a different cpu.
1270          */
1271         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1272         kfree(marker, M_TEMP);
1273         return (error);
1274 }
1275
1276 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1277             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1278
1279 static int
1280 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1281 {
1282         struct sockaddr_in addrs[2];
1283         struct inpcb *inp;
1284         int cpu;
1285         int error;
1286
1287         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1288         if (error != 0)
1289                 return (error);
1290         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1291         if (error != 0)
1292                 return (error);
1293         crit_enter();
1294         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1295             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1296         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1297             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1298         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1299                 error = ENOENT;
1300                 goto out;
1301         }
1302         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1303 out:
1304         crit_exit();
1305         return (error);
1306 }
1307
1308 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1309     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1310
1311 #ifdef INET6
1312 static int
1313 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1314 {
1315         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1316         struct inpcb *inp;
1317         int error;
1318         boolean_t mapped = FALSE;
1319
1320         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1321         if (error != 0)
1322                 return (error);
1323         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1324         if (error != 0)
1325                 return (error);
1326         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1327                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1328                         mapped = TRUE;
1329                 else
1330                         return (EINVAL);
1331         }
1332         crit_enter();
1333         if (mapped) {
1334                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1335                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1336                     addrs[1].sin6_port,
1337                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1338                     addrs[0].sin6_port,
1339                     0, NULL);
1340         } else {
1341                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1342                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1343                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1344                     0, NULL);
1345         }
1346         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1347                 error = ENOENT;
1348                 goto out;
1349         }
1350         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1351 out:
1352         crit_exit();
1353         return (error);
1354 }
1355
1356 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1357             0, 0,
1358             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1359 #endif
1360
1361 struct netmsg_tcp_notify {
1362         struct netmsg   nm_nmsg;
1363         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1364         struct in_addr  nm_faddr;
1365         int             nm_arg;
1366 };
1367
1368 static void
1369 tcp_notifyall_oncpu(struct netmsg *netmsg)
1370 {
1371         struct netmsg_tcp_notify *nmsg = (struct netmsg_tcp_notify *)netmsg;
1372         int nextcpu;
1373
1374         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nmsg->nm_faddr,
1375                         nmsg->nm_arg, nmsg->nm_notify);
1376
1377         nextcpu = mycpuid + 1;
1378         if (nextcpu < ncpus2)
1379                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(nextcpu), &netmsg->nm_lmsg);
1380         else
1381                 lwkt_replymsg(&netmsg->nm_lmsg, 0);
1382 }
1383
1384 void
1385 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1386 {
1387         struct ip *ip = vip;
1388         struct tcphdr *th;
1389         struct in_addr faddr;
1390         struct inpcb *inp;
1391         struct tcpcb *tp;
1392         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1393         tcp_seq icmpseq;
1394         int arg, cpu;
1395
1396         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1397                 return;
1398         }
1399
1400         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1401         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1402                 return;
1403
1404         arg = inetctlerrmap[cmd];
1405         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1406                 notify = tcp_quench;
1407         } else if (icmp_may_rst &&
1408                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1409                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1410                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1411                    ip != NULL) {
1412                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1413         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1414                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1415                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1416
1417                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1418                 notify = tcp_mtudisc;
1419         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1420                 ip = NULL;
1421                 notify = in_rtchange;
1422         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1423                 ip = NULL;
1424         }
1425
1426         if (ip != NULL) {
1427                 crit_enter();
1428                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1429                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1430                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1431                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1432                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1433                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1434                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1435                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1436                         tp = intotcpcb(inp);
1437                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1438                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1439                                 (*notify)(inp, arg);
1440                 } else {
1441                         struct in_conninfo inc;
1442
1443                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1444                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1445                         inc.inc_faddr = faddr;
1446                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1447 #ifdef INET6
1448                         inc.inc_isipv6 = 0;
1449 #endif
1450                         syncache_unreach(&inc, th);
1451                 }
1452                 crit_exit();
1453         } else {
1454                 struct netmsg_tcp_notify nmsg;
1455
1456                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1457                 netmsg_init(&nmsg.nm_nmsg, NULL, &curthread->td_msgport,
1458                             0, tcp_notifyall_oncpu);
1459                 nmsg.nm_faddr = faddr;
1460                 nmsg.nm_arg = arg;
1461                 nmsg.nm_notify = notify;
1462
1463                 lwkt_domsg(tcp_cport(0), &nmsg.nm_nmsg.nm_lmsg, 0);
1464         }
1465 }
1466
1467 #ifdef INET6
1468 void
1469 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1470 {
1471         struct tcphdr th;
1472         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1473         struct ip6_hdr *ip6;
1474         struct mbuf *m;
1475         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1476         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1477         int off;
1478         struct tcp_portonly {
1479                 u_int16_t th_sport;
1480                 u_int16_t th_dport;
1481         } *thp;
1482         int arg;
1483
1484         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1485             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1486                 return;
1487
1488         arg = 0;
1489         if (cmd == PRC_QUENCH)
1490                 notify = tcp_quench;
1491         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1492                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1493                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1494
1495                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1496                 notify = tcp_mtudisc;
1497         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1498                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1499                 return;
1500         }
1501
1502         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1503         if (d != NULL) {
1504                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1505                 m = ip6cp->ip6c_m;
1506                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1507                 off = ip6cp->ip6c_off;
1508                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1509         } else {
1510                 m = NULL;
1511                 ip6 = NULL;
1512                 off = 0;        /* fool gcc */
1513                 sa6_src = &sa6_any;
1514         }
1515
1516         if (ip6 != NULL) {
1517                 struct in_conninfo inc;
1518                 /*
1519                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1520                  * M and OFF are valid.
1521                  */
1522
1523                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1524                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1525                         return;
1526
1527                 bzero(&th, sizeof th);
1528                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1529
1530                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1531                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1532                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1533
1534                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1535                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1536                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1537                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1538                 inc.inc_isipv6 = 1;
1539                 syncache_unreach(&inc, &th);
1540         } else
1541                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1542                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1543 }
1544 #endif
1545
1546 /*
1547  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1548  *
1549  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1550  * 1.  In SYN-ACK packets.
1551  * 2.  In SYN packets.
1552  *
1553  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1554  * tcp_syncache.c for details.
1555  *
1556  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1557  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1558  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1559  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1560  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1561  *
1562  * Implementation details:
1563  *
1564  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1565  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1566  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1567  * before rollover.
1568  *
1569  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1570  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1571  * as reseeding should not be necessary.
1572  *
1573  */
1574
1575 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1576
1577 u_char isn_secret[32];
1578 int isn_last_reseed;
1579 MD5_CTX isn_ctx;
1580
1581 tcp_seq
1582 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1583 {
1584         u_int32_t md5_buffer[4];
1585         tcp_seq new_isn;
1586
1587         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1588         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1589              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1590                 < (u_int)ticks))) {
1591                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1592                 isn_last_reseed = ticks;
1593         }
1594
1595         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1596         MD5Init(&isn_ctx);
1597         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1598         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1599 #ifdef INET6
1600         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1601                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1602                           sizeof(struct in6_addr));
1603                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1604                           sizeof(struct in6_addr));
1605         } else
1606 #endif
1607         {
1608                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1609                           sizeof(struct in_addr));
1610                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1611                           sizeof(struct in_addr));
1612         }
1613         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1614         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1615         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1616         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1617         return (new_isn);
1618 }
1619
1620 /*
1621  * When a source quench is received, close congestion window
1622  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1623  */
1624 void
1625 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1626 {
1627         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1628
1629         if (tp != NULL) {
1630                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1631                 tp->snd_wacked = 0;
1632         }
1633 }
1634
1635 /*
1636  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1637  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1638  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1639  */
1640 void
1641 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1642 {
1643         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1644
1645         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1646                 tcp_drop(tp, error);
1647 }
1648
1649 /*
1650  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1651  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1652  * since we know the packet we just sent was dropped.
1653  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1654  */
1655 void
1656 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1657 {
1658         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1659         struct rtentry *rt;
1660         struct socket *so = inp->inp_socket;
1661         int maxopd, mss;
1662 #ifdef INET6
1663         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1664 #else
1665         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1666 #endif
1667
1668         if (tp == NULL)
1669                 return;
1670
1671         /*
1672          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1673          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1674          */
1675         if (mtu == 0) {
1676                 int oldmtu;
1677
1678                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1679                     (isipv6 ?
1680                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1681                      sizeof(struct tcpiphdr));
1682                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1683         }
1684
1685         if (isipv6)
1686                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1687         else
1688                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1689         if (rt != NULL) {
1690                 struct rmxp_tao *taop = rmx_taop(rt->rt_rmx);
1691
1692                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1693                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1694
1695                 maxopd = mtu -
1696                     (isipv6 ?
1697                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1698                      sizeof(struct tcpiphdr));
1699
1700                 /*
1701                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1702                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1703                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1704                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1705                  * never actually take place, because the conservative
1706                  * default is much less than the MTUs typically seen
1707                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1708                  * this under the carpet.
1709                  *
1710                  * The conservative default might not actually be a problem
1711                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1712                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1713                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1714                  * will get recorded and the new parameters should get
1715                  * recomputed.  For Further Study.
1716                  */
1717                 if (taop->tao_mssopt != 0 && taop->tao_mssopt < maxopd)
1718                         maxopd = taop->tao_mssopt;
1719         } else
1720                 maxopd = mtu -
1721                     (isipv6 ?
1722                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1723                      sizeof(struct tcpiphdr));
1724
1725         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1726                 return;
1727         tp->t_maxopd = maxopd;
1728
1729         mss = maxopd;
1730         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1731                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1732                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1733
1734         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC | TF_NOOPT)) ==
1735                            (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC))
1736                 mss -= TCPOLEN_CC_APPA;
1737
1738         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1739 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1740         if (mss > MCLBYTES)
1741                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1742 #else
1743         if (mss > MCLBYTES)
1744                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1745 #endif
1746
1747         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1748                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1749
1750         tp->t_maxseg = mss;
1751         tp->t_rtttime = 0;
1752         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1753         tcp_output(tp);
1754         tcpstat.tcps_mturesent++;
1755 }
1756
1757 /*
1758  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1759  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1760  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1761  * to get the interface MTU.
1762  */
1763 struct rtentry *
1764 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1765 {
1766         struct route *ro = &inc->inc_route;
1767
1768         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1769                 /* No route yet, so try to acquire one */
1770                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1771                         /*
1772                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1773                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1774                          */
1775                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1776                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1777                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1778                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1779                             inc->inc_faddr;
1780                         rtalloc(ro);
1781                 }
1782         }
1783         return (ro->ro_rt);
1784 }
1785
1786 #ifdef INET6
1787 struct rtentry *
1788 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1789 {
1790         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1791
1792         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1793                 /* No route yet, so try to acquire one */
1794                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1795                         /*
1796                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1797                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1798                          */
1799                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1800                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1801                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1802                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1803                         rtalloc((struct route *)ro6);
1804                 }
1805         }
1806         return (ro6->ro_rt);
1807 }
1808 #endif
1809
1810 #ifdef IPSEC
1811 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1812 size_t
1813 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1814 {
1815         struct inpcb *inp;
1816         struct mbuf *m;
1817         size_t hdrsiz;
1818         struct ip *ip;
1819         struct tcphdr *th;
1820
1821         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1822                 return (0);
1823         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1824         if (!m)
1825                 return (0);
1826
1827 #ifdef INET6
1828         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1829                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1830
1831                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1832                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1833                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1834                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1835                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1836         } else
1837 #endif
1838         {
1839                 ip = mtod(m, struct ip *);
1840                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1841                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1842                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1843                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1844         }
1845
1846         m_free(m);
1847         return (hdrsiz);
1848 }
1849 #endif
1850
1851 /*
1852  * Return a pointer to the cached information about the remote host.
1853  * The cached information is stored in the protocol specific part of
1854  * the route metrics.
1855  */
1856 struct rmxp_tao *
1857 tcp_gettaocache(struct in_conninfo *inc)
1858 {
1859         struct rtentry *rt;
1860
1861 #ifdef INET6
1862         if (inc->inc_isipv6)
1863                 rt = tcp_rtlookup6(inc);
1864         else
1865 #endif
1866                 rt = tcp_rtlookup(inc);
1867
1868         /* Make sure this is a host route and is up. */
1869         if (rt == NULL ||
1870             (rt->rt_flags & (RTF_UP | RTF_HOST)) != (RTF_UP | RTF_HOST))
1871                 return (NULL);
1872
1873         return (rmx_taop(rt->rt_rmx));
1874 }
1875
1876 /*
1877  * Clear all the TAO cache entries, called from tcp_init.
1878  *
1879  * XXX
1880  * This routine is just an empty one, because we assume that the routing
1881  * routing tables are initialized at the same time when TCP, so there is
1882  * nothing in the cache left over.
1883  */
1884 static void
1885 tcp_cleartaocache(void)
1886 {
1887 }
1888
1889 /*
1890  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1891  *
1892  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1893  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1894  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1895  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1896  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1897  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1898  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1899  * side of the connection.
1900  *
1901  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1902  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1903  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1904  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1905  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1906  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1907  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1908  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1909  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1910  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1911  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1912  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1913  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1914  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1915  * resources.
1916  *
1917  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1918  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1919  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1920  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1921  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1922  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1923  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1924  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1925  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1926  * implementing the same algorithm.
1927  *
1928  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1929  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1930  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1931  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1932  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1933  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1934  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1935  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1936  * which to extend the algorithm.
1937  */
1938 void
1939 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1940 {
1941         u_long bw;
1942         u_long bwnd;
1943         int save_ticks;
1944         int delta_ticks;
1945
1946         /*
1947          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1948          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1949          */
1950         if (!tcp_inflight_enable) {
1951                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1952                 tp->snd_bandwidth = 0;
1953                 return;
1954         }
1955
1956         /*
1957          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1958          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1959          */
1960         save_ticks = ticks;
1961         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1962         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1963                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1964                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1965                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1966                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1967                 return;
1968         }
1969         if (delta_ticks == 0)
1970                 return;
1971
1972         /*
1973          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1974          */
1975         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1976                 return;
1977
1978         /*
1979          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1980          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1981          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1982          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1983          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1984          * increases.
1985          */
1986         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1987         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1988         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1989         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1990
1991         tp->snd_bandwidth = bw;
1992
1993         /*
1994          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1995          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1996          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1997          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1998          *
1999          * Situations Handled:
2000          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
2001          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
2002          *          specified, and also does a good job preventing
2003          *          over-queueing of packets over choke points like modems
2004          *          (at least for the transmit side).
2005          *
2006          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
2007          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
2008          *          increases).
2009          *
2010          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
2011          *          connections implementing the same algorithm (this may need
2012          *          a little work).
2013          *
2014          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
2015          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
2016          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
2017          *          be used, but only reduce this default if you have no other
2018          *          choice.
2019          */
2020
2021 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
2022         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
2023                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
2024 #undef USERTT
2025
2026         if (tcp_inflight_debug > 0) {
2027                 static int ltime;
2028                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
2029                         ltime = ticks;
2030                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
2031                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
2032                 }
2033         }
2034         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
2035                 bwnd = tcp_inflight_min;
2036         if (bwnd > tcp_inflight_max)
2037                 bwnd = tcp_inflight_max;
2038         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
2039                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
2040         tp->snd_bwnd = bwnd;
2041 }