Implement autosizing TCP socket buffers.
[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  * Number of TCP segments per second we accept from remote host
194  * before we start to calculate average segment size. If average
195  * segment size drops below the minimum TCP MSS we assume a DoS
196  * attack and reset+drop the connection. Care has to be taken not to
197  * set this value too small to not kill interactive type connections
198  * (telnet, SSH) which send many small packets.
199  */
200 int tcp_minmssoverload = TCP_MINMSSOVERLOAD;
201 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, minmssoverload, CTLFLAG_RW,
202     &tcp_minmssoverload , 0, "Number of TCP Segments per Second allowed to"
203     "be under the MINMSS Size");
204
205 #if 0
206 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
207 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
208     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
209 #endif
210
211 int tcp_do_rfc1323 = 1;
212 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
213     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
214
215 int tcp_do_rfc1644 = 0;
216 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1644, rfc1644, CTLFLAG_RW,
217     &tcp_do_rfc1644, 0, "Enable rfc1644 (TTCP) extensions");
218
219 static int tcp_tcbhashsize = 0;
220 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
221      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
222
223 static int do_tcpdrain = 1;
224 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
225      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
226
227 /* XXX JH */
228 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD,
229     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
230
231 static int icmp_may_rst = 1;
232 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
233     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
234
235 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
236 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
237     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
238
239 /*
240  * TCP bandwidth limiting sysctls.  Note that the default lower bound of
241  * 1024 exists only for debugging.  A good production default would be
242  * something like 6100.
243  */
244 static int tcp_inflight_enable = 0;
245 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
246     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
247
248 static int tcp_inflight_debug = 0;
249 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
250     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
251
252 static int tcp_inflight_min = 6144;
253 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
254     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
255
256 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
257 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
258     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
259
260 static int tcp_inflight_stab = 20;
261 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
262     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 2 packets)");
263
264 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
265 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
266
267 static void tcp_willblock(int);
268 static void tcp_cleartaocache (void);
269 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
270
271 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
272 #ifdef SMP
273 static int
274 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
275 {
276         int cpu, error = 0;
277
278         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
279                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
280                                         sizeof(struct tcp_stats))))
281                         break;
282                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
283                                        sizeof(struct tcp_stats))))
284                         break;
285         }
286
287         return (error);
288 }
289 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
290     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
291 #else
292 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
293     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
294 #endif
295
296 /*
297  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
298  *
299  * Note that this can be overridden by the kernel environment
300  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
301  */
302 #ifndef TCBHASHSIZE
303 #define TCBHASHSIZE     512
304 #endif
305
306 /*
307  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
308  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
309  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
310  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
311  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
312  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
313  */
314 #define ALIGNMENT       32
315 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
316 struct  inp_tp {
317         union {
318                 struct  inpcb inp;
319                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
320         } inp_tp_u;
321         struct  tcpcb tcb;
322         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
323         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
324         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
325         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
326         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
327         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
328 };
329 #undef ALIGNMENT
330 #undef ALIGNM1
331
332 /*
333  * Tcp initialization
334  */
335 void
336 tcp_init(void)
337 {
338         struct inpcbporthead *porthashbase;
339         u_long porthashmask;
340         struct vm_zone *ipi_zone;
341         int hashsize = TCBHASHSIZE;
342         int cpu;
343
344         /*
345          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
346          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
347          */
348         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
349                     25, -1, 0, NULL);
350
351         tcp_ccgen = 1;
352         tcp_cleartaocache();
353
354         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
355         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
356         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
357         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
358         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
359         tcp_msl = TCPTV_MSL;
360         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
361         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
362
363         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
364         if (!powerof2(hashsize)) {
365                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
366                 hashsize = 512; /* safe default */
367         }
368         tcp_tcbhashsize = hashsize;
369         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
370         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
371                          ZONE_INTERRUPT, 0);
372
373         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
374                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
375                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
376                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
377                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
378                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
379                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
380                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
381                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
382                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
383                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
384         }
385
386         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
387         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
388
389 #ifdef INET6
390 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
391 #else
392 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
393 #endif
394         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
395                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
396         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
397                 panic("tcp_init");
398 #undef TCP_MINPROTOHDR
399
400         /*
401          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
402          */
403 #ifdef SMP
404         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
405                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
406         }
407 #else
408         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
409 #endif
410
411         syncache_init();
412         tcp_thread_init();
413 }
414
415 void
416 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
417 {
418         struct netmsg *msg;
419         int mplocked;
420
421         /*
422          * Thread was started with TDF_MPSAFE
423          */
424         mplocked = 0;
425
426         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
427                 do {
428                         logtcp(rxmsg);
429                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
430                                                   mplocked);
431                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
432
433                 logtcp(delayed);
434                 tcp_willblock(mplocked);
435                 logtcp(wait);
436         }
437 }
438
439 static void
440 tcp_willblock(int mplocked)
441 {
442         struct tcpcb *tp;
443         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
444         int unlock = 0;
445
446         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
447                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
448                         return;
449
450                 get_mplock();
451                 mplocked = 1;
452                 unlock = 1;
453         }
454
455         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
456                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
457                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
458                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
459                 tcp_output(tp);
460         }
461
462         if (unlock)
463                 rel_mplock();
464 }
465
466
467 /*
468  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
469  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
470  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
471  */
472 void
473 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
474 {
475         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
476         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
477
478 #ifdef INET6
479         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
480                 struct ip6_hdr *ip6;
481
482                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
483                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
484                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
485                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
486                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
487                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
488                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
489                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
490                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
491                 tcp_hdr->th_sum = 0;
492         } else
493 #endif
494         {
495                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
496
497                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
498                 ip->ip_tos = 0;
499                 ip->ip_len = 0;
500                 ip->ip_id = 0;
501                 ip->ip_off = 0;
502                 ip->ip_ttl = 0;
503                 ip->ip_sum = 0;
504                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
505                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
506                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
507                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
508                                     ip->ip_dst.s_addr,
509                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
510         }
511
512         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
513         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
514         tcp_hdr->th_seq = 0;
515         tcp_hdr->th_ack = 0;
516         tcp_hdr->th_x2 = 0;
517         tcp_hdr->th_off = 5;
518         tcp_hdr->th_flags = 0;
519         tcp_hdr->th_win = 0;
520         tcp_hdr->th_urp = 0;
521 }
522
523 /*
524  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
525  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
526  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
527  */
528 struct tcptemp *
529 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
530 {
531         struct tcptemp *tmp;
532
533         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
534                 return (NULL);
535         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
536         return (tmp);
537 }
538
539 void
540 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
541 {
542         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
543 }
544
545 /*
546  * Send a single message to the TCP at address specified by
547  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
548  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
549  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
550  * template for a connection.  If flags are given then we send
551  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
552  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
553  *
554  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
555  * segment are as specified by the parameters.
556  *
557  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
558  */
559 void
560 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
561             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
562 {
563         int tlen;
564         int win = 0;
565         struct route *ro = NULL;
566         struct route sro;
567         struct ip *ip = ipgen;
568         struct tcphdr *nth;
569         int ipflags = 0;
570         struct route_in6 *ro6 = NULL;
571         struct route_in6 sro6;
572         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
573         boolean_t use_tmpro = TRUE;
574 #ifdef INET6
575         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
576 #else
577         const boolean_t isipv6 = FALSE;
578 #endif
579
580         if (tp != NULL) {
581                 if (!(flags & TH_RST)) {
582                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
583                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
584                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
585                 }
586                 /*
587                  * Don't use the route cache of a listen socket,
588                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
589                  */
590                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
591                         if (isipv6)
592                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
593                         else
594                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
595                         use_tmpro = FALSE;
596                 }
597         }
598         if (use_tmpro) {
599                 if (isipv6) {
600                         ro6 = &sro6;
601                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
602                 } else {
603                         ro = &sro;
604                         bzero(ro, sizeof *ro);
605                 }
606         }
607         if (m == NULL) {
608                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
609                 if (m == NULL)
610                         return;
611                 tlen = 0;
612                 m->m_data += max_linkhdr;
613                 if (isipv6) {
614                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
615                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
616                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
617                 } else {
618                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
619                         ip = mtod(m, struct ip *);
620                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
621                 }
622                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
623                 flags = TH_ACK;
624         } else {
625                 m_freem(m->m_next);
626                 m->m_next = NULL;
627                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
628                 /* m_len is set later */
629                 tlen = 0;
630 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
631                 if (isipv6) {
632                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
633                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
634                 } else {
635                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
636                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
637                 }
638                 if (th != nth) {
639                         /*
640                          * this is usually a case when an extension header
641                          * exists between the IPv6 header and the
642                          * TCP header.
643                          */
644                         nth->th_sport = th->th_sport;
645                         nth->th_dport = th->th_dport;
646                 }
647                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
648 #undef xchg
649         }
650         if (isipv6) {
651                 ip6->ip6_flow = 0;
652                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
653                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
654                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
655                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
656         } else {
657                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
658                 ip->ip_len = tlen;
659                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
660         }
661         m->m_len = tlen;
662         m->m_pkthdr.len = tlen;
663         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
664         nth->th_seq = htonl(seq);
665         nth->th_ack = htonl(ack);
666         nth->th_x2 = 0;
667         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
668         nth->th_flags = flags;
669         if (tp != NULL)
670                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
671         else
672                 nth->th_win = htons((u_short)win);
673         nth->th_urp = 0;
674         if (isipv6) {
675                 nth->th_sum = 0;
676                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
677                                         sizeof(struct ip6_hdr),
678                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
679                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
680                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
681                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
682         } else {
683                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
684                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
685                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
686                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
687         }
688 #ifdef TCPDEBUG
689         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
690                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
691 #endif
692         if (isipv6) {
693                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
694                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
695                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
696                         RTFREE(ro6->ro_rt);
697                         ro6->ro_rt = NULL;
698                 }
699         } else {
700                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
701                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
702                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
703                         RTFREE(ro->ro_rt);
704                         ro->ro_rt = NULL;
705                 }
706         }
707 }
708
709 /*
710  * Create a new TCP control block, making an
711  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
712  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
713  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
714  */
715 struct tcpcb *
716 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
717 {
718         struct inp_tp *it;
719         struct tcpcb *tp;
720 #ifdef INET6
721         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
722 #else
723         const boolean_t isipv6 = FALSE;
724 #endif
725
726         it = (struct inp_tp *)inp;
727         tp = &it->tcb;
728         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
729         LIST_INIT(&tp->t_segq);
730         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
731
732         /* Set up our timeouts. */
733         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
734         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
735         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
736         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
737         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
738         tcp_inittimers(tp);
739
740         /*
741          * Zero out timer message.  We don't create it here,
742          * since the current CPU may not be the owner of this
743          * inpcb.
744          */
745         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
746         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
747
748         if (tcp_do_rfc1323)
749                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
750         if (tcp_do_rfc1644)
751                 tp->t_flags |= TF_REQ_CC;
752         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
753         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
754         /*
755          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
756          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
757          * reasonable initial retransmit time.
758          */
759         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
760         tp->t_rttvar =
761             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
762         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
763         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
764         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
765         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
766         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
767         tp->t_rcvtime = ticks;
768         /*
769          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
770          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
771          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
772          */
773         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
774         inp->inp_ppcb = tp;
775         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
776         return (tp);            /* XXX */
777 }
778
779 /*
780  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
781  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
782  */
783 struct tcpcb *
784 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
785 {
786         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
787
788         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
789                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
790                 tcp_output(tp);
791                 tcpstat.tcps_drops++;
792         } else
793                 tcpstat.tcps_conndrops++;
794         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
795                 error = tp->t_softerror;
796         so->so_error = error;
797         return (tcp_close(tp));
798 }
799
800 #ifdef SMP
801
802 struct netmsg_remwildcard {
803         struct netmsg           nm_netmsg;
804         struct inpcb            *nm_inp;
805         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
806 #if defined(INET6)
807         int                     nm_isinet6;
808 #else
809         int                     nm_unused01;
810 #endif
811 };
812
813 /*
814  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
815  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
816  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
817  */
818 static void
819 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
820 {
821         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
822         int cpu;
823
824         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
825
826         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
827                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
828 #ifdef INET6
829                 if (msg->nm_isinet6)
830                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
831                 else
832 #endif
833                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
834                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
835         } else {
836                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
837                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
838                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
839                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
840         }
841 }
842
843 #endif
844
845 /*
846  * Close a TCP control block:
847  *      discard all space held by the tcp
848  *      discard internet protocol block
849  *      wake up any sleepers
850  */
851 struct tcpcb *
852 tcp_close(struct tcpcb *tp)
853 {
854         struct tseg_qent *q;
855         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
856         struct socket *so = inp->inp_socket;
857         struct rtentry *rt;
858         boolean_t dosavessthresh;
859 #ifdef SMP
860         int cpu;
861 #endif
862 #ifdef INET6
863         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
864         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
865 #else
866         const boolean_t isipv6 = FALSE;
867 #endif
868
869         /*
870          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
871          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
872          * messing with it, though it should be noted that this change may
873          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
874          * hash removal.
875          *
876          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
877          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
878          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
879          */
880         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
881         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
882
883         /*
884          * Make sure that all of our timers are stopped before we
885          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
886          * timers are never used.  If timer message is never created
887          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
888          */
889         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
890                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
891                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
892                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
893                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
894                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
895         }
896
897         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
898                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
899                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
900                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
901         }
902
903         /*
904          * If we got enough samples through the srtt filter,
905          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
906          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
907          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
908          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
909          * we could save a very bogus rtt.
910          *
911          * Don't update the default route's characteristics and don't
912          * update anything that the user "locked".
913          */
914         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
915                 u_long i = 0;
916
917                 if (isipv6) {
918                         struct sockaddr_in6 *sin6;
919
920                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
921                                 goto no_valid_rt;
922                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
923                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
924                                 goto no_valid_rt;
925                 } else
926                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
927                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
928                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
929                                 goto no_valid_rt;
930
931                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
932                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
933                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
934                                 /*
935                                  * filter this update to half the old & half
936                                  * the new values, converting scale.
937                                  * See route.h and tcp_var.h for a
938                                  * description of the scaling constants.
939                                  */
940                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
941                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
942                         else
943                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
944                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
945                 }
946                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
947                         i = tp->t_rttvar *
948                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
949                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
950                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
951                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
952                         else
953                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
954                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
955                 }
956                 /*
957                  * The old comment here said:
958                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
959                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
960                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
961                  * before we start updating, then update on both good
962                  * and bad news.
963                  *
964                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
965                  * specified explicitly in the route, because such
966                  * connections still have an implicit pipesize specified
967                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
968                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
969                  */
970                 i = tp->snd_ssthresh;
971                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
972                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
973                 else
974                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
975                 if (dosavessthresh ||
976                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
977                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
978                         /*
979                          * convert the limit from user data bytes to
980                          * packets then to packet data bytes.
981                          */
982                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
983                         if (i < 2)
984                                 i = 2;
985                         i *= tp->t_maxseg +
986                              (isipv6 ?
987                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
988                               sizeof(struct tcpiphdr));
989                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
990                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
991                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
992                         else
993                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
994                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
995                 }
996         }
997
998 no_valid_rt:
999         /* free the reassembly queue, if any */
1000         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
1001                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
1002                 m_freem(q->tqe_m);
1003                 FREE(q, M_TSEGQ);
1004                 tcp_reass_qsize--;
1005         }
1006         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
1007         if (TCP_DO_SACK(tp))
1008                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
1009
1010         inp->inp_ppcb = NULL;
1011         soisdisconnected(so);
1012
1013         tcp_destroy_timermsg(tp);
1014
1015         /*
1016          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
1017          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
1018          * for each protocol thread and must be removed in the context of
1019          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
1020          * through the cpus.
1021          *
1022          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
1023          * the any hashes still present for this inp.
1024          */
1025 #ifdef SMP
1026         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
1027                 struct netmsg_remwildcard *msg;
1028
1029                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
1030                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
1031                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1032                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1033                             in_pcbremwildcardhash_handler);
1034 #ifdef INET6
1035                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
1036 #endif
1037                 msg->nm_inp = inp;
1038                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
1039                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1040         } else
1041 #endif
1042         {
1043                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
1044 #ifdef INET6
1045                 if (isafinet6)
1046                         in6_pcbdetach(inp);
1047                 else
1048 #endif
1049                         in_pcbdetach(inp);
1050         }
1051         tcpstat.tcps_closed++;
1052         return (NULL);
1053 }
1054
1055 static __inline void
1056 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1057 {
1058         struct inpcb *inpb;
1059         struct tcpcb *tcpb;
1060         struct tseg_qent *te;
1061
1062         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1063                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1064                         continue;
1065                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1066                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1067                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1068                                 m_freem(te->tqe_m);
1069                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1070                                 tcp_reass_qsize--;
1071                         }
1072                 }
1073         }
1074 }
1075
1076 #ifdef SMP
1077 struct netmsg_tcp_drain {
1078         struct netmsg           nm_netmsg;
1079         struct inpcbhead        *nm_head;
1080 };
1081
1082 static void
1083 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1084 {
1085         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1086
1087         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1088         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1089 }
1090 #endif
1091
1092 void
1093 tcp_drain(void)
1094 {
1095 #ifdef SMP
1096         int cpu;
1097 #endif
1098
1099         if (!do_tcpdrain)
1100                 return;
1101
1102         /*
1103          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1104          * if there is one...
1105          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1106          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1107          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1108          *      useful.
1109          */
1110 #ifdef SMP
1111         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1112                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1113
1114                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1115                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1116                 } else {
1117                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1118                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1119                         if (msg == NULL)
1120                                 continue;
1121                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1122                                     tcp_drain_handler);
1123                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1124                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1125                 }
1126         }
1127 #else
1128         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1129 #endif
1130 }
1131
1132 /*
1133  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1134  * store error as soft error, but wake up user
1135  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1136  *
1137  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1138  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1139  */
1140 static void
1141 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1142 {
1143         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1144
1145         /*
1146          * Ignore some errors if we are hooked up.
1147          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1148          * and receives a second error, give up now.  This is better
1149          * than waiting a long time to establish a connection that
1150          * can never complete.
1151          */
1152         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1153              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1154               error == EHOSTDOWN)) {
1155                 return;
1156         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1157             tp->t_softerror)
1158                 tcp_drop(tp, error);
1159         else
1160                 tp->t_softerror = error;
1161 #if 0
1162         wakeup(&so->so_timeo);
1163         sorwakeup(so);
1164         sowwakeup(so);
1165 #endif
1166 }
1167
1168 static int
1169 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1170 {
1171         int error, i, n;
1172         struct inpcb *marker;
1173         struct inpcb *inp;
1174         inp_gen_t gencnt;
1175         globaldata_t gd;
1176         int origcpu, ccpu;
1177
1178         error = 0;
1179         n = 0;
1180
1181         /*
1182          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1183          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1184          */
1185         if (req->oldptr == NULL) {
1186                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1187                         gd = globaldata_find(ccpu);
1188                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1189                 }
1190                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1191                 return (0);
1192         }
1193
1194         if (req->newptr != NULL)
1195                 return (EPERM);
1196
1197         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1198         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1199
1200         /*
1201          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1202          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1203          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1204          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1205          * cpu to avoid races).
1206          */
1207         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1208         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1209                 globaldata_t rgd;
1210                 caddr_t inp_ppcb;
1211                 struct xtcpcb xt;
1212                 int cpu_id;
1213
1214                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1215                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1216                         continue;
1217                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1218                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1219
1220                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1221                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1222
1223                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1224                 i = 0;
1225                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1226                         /*
1227                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1228                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1229                          */
1230                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1231                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1232
1233                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1234                                 continue;
1235                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1236                                 continue;
1237                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1238                                 continue;
1239
1240                         xt.xt_len = sizeof xt;
1241                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1242                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1243                         if (inp_ppcb != NULL)
1244                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1245                         else
1246                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1247                         if (inp->inp_socket)
1248                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1249                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1250                                 break;
1251                         ++i;
1252                 }
1253                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1254                 if (error == 0 && i < n) {
1255                         bzero(&xt, sizeof xt);
1256                         xt.xt_len = sizeof xt;
1257                         while (i < n) {
1258                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1259                                 if (error)
1260                                         break;
1261                                 ++i;
1262                         }
1263                 }
1264         }
1265
1266         /*
1267          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1268          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1269          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1270          * on a different cpu.
1271          */
1272         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1273         kfree(marker, M_TEMP);
1274         return (error);
1275 }
1276
1277 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1278             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1279
1280 static int
1281 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1282 {
1283         struct sockaddr_in addrs[2];
1284         struct inpcb *inp;
1285         int cpu;
1286         int error;
1287
1288         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1289         if (error != 0)
1290                 return (error);
1291         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1292         if (error != 0)
1293                 return (error);
1294         crit_enter();
1295         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1296             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1297         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1298             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1299         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1300                 error = ENOENT;
1301                 goto out;
1302         }
1303         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1304 out:
1305         crit_exit();
1306         return (error);
1307 }
1308
1309 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1310     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1311
1312 #ifdef INET6
1313 static int
1314 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1315 {
1316         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1317         struct inpcb *inp;
1318         int error;
1319         boolean_t mapped = FALSE;
1320
1321         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1322         if (error != 0)
1323                 return (error);
1324         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1325         if (error != 0)
1326                 return (error);
1327         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1328                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1329                         mapped = TRUE;
1330                 else
1331                         return (EINVAL);
1332         }
1333         crit_enter();
1334         if (mapped) {
1335                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1336                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1337                     addrs[1].sin6_port,
1338                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1339                     addrs[0].sin6_port,
1340                     0, NULL);
1341         } else {
1342                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1343                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1344                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1345                     0, NULL);
1346         }
1347         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1348                 error = ENOENT;
1349                 goto out;
1350         }
1351         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1352 out:
1353         crit_exit();
1354         return (error);
1355 }
1356
1357 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1358             0, 0,
1359             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1360 #endif
1361
1362 struct netmsg_tcp_notify {
1363         struct netmsg   nm_nmsg;
1364         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1365         struct in_addr  nm_faddr;
1366         int             nm_arg;
1367 };
1368
1369 static void
1370 tcp_notifyall_oncpu(struct netmsg *netmsg)
1371 {
1372         struct netmsg_tcp_notify *nmsg = (struct netmsg_tcp_notify *)netmsg;
1373         int nextcpu;
1374
1375         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nmsg->nm_faddr,
1376                         nmsg->nm_arg, nmsg->nm_notify);
1377
1378         nextcpu = mycpuid + 1;
1379         if (nextcpu < ncpus2)
1380                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(nextcpu), &netmsg->nm_lmsg);
1381         else
1382                 lwkt_replymsg(&netmsg->nm_lmsg, 0);
1383 }
1384
1385 void
1386 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1387 {
1388         struct ip *ip = vip;
1389         struct tcphdr *th;
1390         struct in_addr faddr;
1391         struct inpcb *inp;
1392         struct tcpcb *tp;
1393         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1394         tcp_seq icmpseq;
1395         int arg, cpu;
1396
1397         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1398                 return;
1399         }
1400
1401         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1402         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1403                 return;
1404
1405         arg = inetctlerrmap[cmd];
1406         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1407                 notify = tcp_quench;
1408         } else if (icmp_may_rst &&
1409                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1410                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1411                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1412                    ip != NULL) {
1413                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1414         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1415                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1416                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1417
1418                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1419                 notify = tcp_mtudisc;
1420         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1421                 ip = NULL;
1422                 notify = in_rtchange;
1423         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1424                 ip = NULL;
1425         }
1426
1427         if (ip != NULL) {
1428                 crit_enter();
1429                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1430                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1431                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1432                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1433                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1434                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1435                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1436                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1437                         tp = intotcpcb(inp);
1438                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1439                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1440                                 (*notify)(inp, arg);
1441                 } else {
1442                         struct in_conninfo inc;
1443
1444                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1445                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1446                         inc.inc_faddr = faddr;
1447                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1448 #ifdef INET6
1449                         inc.inc_isipv6 = 0;
1450 #endif
1451                         syncache_unreach(&inc, th);
1452                 }
1453                 crit_exit();
1454         } else {
1455                 struct netmsg_tcp_notify nmsg;
1456
1457                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1458                 netmsg_init(&nmsg.nm_nmsg, &curthread->td_msgport, 0,
1459                             tcp_notifyall_oncpu);
1460                 nmsg.nm_faddr = faddr;
1461                 nmsg.nm_arg = arg;
1462                 nmsg.nm_notify = notify;
1463
1464                 lwkt_domsg(tcp_cport(0), &nmsg.nm_nmsg.nm_lmsg, 0);
1465         }
1466 }
1467
1468 #ifdef INET6
1469 void
1470 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1471 {
1472         struct tcphdr th;
1473         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1474         struct ip6_hdr *ip6;
1475         struct mbuf *m;
1476         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1477         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1478         int off;
1479         struct tcp_portonly {
1480                 u_int16_t th_sport;
1481                 u_int16_t th_dport;
1482         } *thp;
1483         int arg;
1484
1485         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1486             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1487                 return;
1488
1489         arg = 0;
1490         if (cmd == PRC_QUENCH)
1491                 notify = tcp_quench;
1492         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1493                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1494                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1495
1496                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1497                 notify = tcp_mtudisc;
1498         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1499                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1500                 return;
1501         }
1502
1503         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1504         if (d != NULL) {
1505                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1506                 m = ip6cp->ip6c_m;
1507                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1508                 off = ip6cp->ip6c_off;
1509                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1510         } else {
1511                 m = NULL;
1512                 ip6 = NULL;
1513                 off = 0;        /* fool gcc */
1514                 sa6_src = &sa6_any;
1515         }
1516
1517         if (ip6 != NULL) {
1518                 struct in_conninfo inc;
1519                 /*
1520                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1521                  * M and OFF are valid.
1522                  */
1523
1524                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1525                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1526                         return;
1527
1528                 bzero(&th, sizeof th);
1529                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1530
1531                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1532                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1533                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1534
1535                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1536                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1537                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1538                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1539                 inc.inc_isipv6 = 1;
1540                 syncache_unreach(&inc, &th);
1541         } else
1542                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1543                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1544 }
1545 #endif
1546
1547 /*
1548  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1549  *
1550  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1551  * 1.  In SYN-ACK packets.
1552  * 2.  In SYN packets.
1553  *
1554  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1555  * tcp_syncache.c for details.
1556  *
1557  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1558  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1559  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1560  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1561  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1562  *
1563  * Implementation details:
1564  *
1565  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1566  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1567  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1568  * before rollover.
1569  *
1570  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1571  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1572  * as reseeding should not be necessary.
1573  *
1574  */
1575
1576 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1577
1578 u_char isn_secret[32];
1579 int isn_last_reseed;
1580 MD5_CTX isn_ctx;
1581
1582 tcp_seq
1583 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1584 {
1585         u_int32_t md5_buffer[4];
1586         tcp_seq new_isn;
1587
1588         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1589         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1590              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1591                 < (u_int)ticks))) {
1592                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1593                 isn_last_reseed = ticks;
1594         }
1595
1596         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1597         MD5Init(&isn_ctx);
1598         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1599         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1600 #ifdef INET6
1601         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1602                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1603                           sizeof(struct in6_addr));
1604                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1605                           sizeof(struct in6_addr));
1606         } else
1607 #endif
1608         {
1609                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1610                           sizeof(struct in_addr));
1611                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1612                           sizeof(struct in_addr));
1613         }
1614         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1615         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1616         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1617         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1618         return (new_isn);
1619 }
1620
1621 /*
1622  * When a source quench is received, close congestion window
1623  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1624  */
1625 void
1626 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1627 {
1628         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1629
1630         if (tp != NULL) {
1631                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1632                 tp->snd_wacked = 0;
1633         }
1634 }
1635
1636 /*
1637  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1638  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1639  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1640  */
1641 void
1642 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1643 {
1644         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1645
1646         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1647                 tcp_drop(tp, error);
1648 }
1649
1650 /*
1651  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1652  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1653  * since we know the packet we just sent was dropped.
1654  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1655  */
1656 void
1657 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1658 {
1659         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1660         struct rtentry *rt;
1661         struct socket *so = inp->inp_socket;
1662         int maxopd, mss;
1663 #ifdef INET6
1664         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1665 #else
1666         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1667 #endif
1668
1669         if (tp == NULL)
1670                 return;
1671
1672         /*
1673          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1674          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1675          */
1676         if (mtu == 0) {
1677                 int oldmtu;
1678
1679                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1680                     (isipv6 ?
1681                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1682                      sizeof(struct tcpiphdr));
1683                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1684         }
1685
1686         if (isipv6)
1687                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1688         else
1689                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1690         if (rt != NULL) {
1691                 struct rmxp_tao *taop = rmx_taop(rt->rt_rmx);
1692
1693                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1694                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1695
1696                 maxopd = mtu -
1697                     (isipv6 ?
1698                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1699                      sizeof(struct tcpiphdr));
1700
1701                 /*
1702                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1703                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1704                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1705                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1706                  * never actually take place, because the conservative
1707                  * default is much less than the MTUs typically seen
1708                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1709                  * this under the carpet.
1710                  *
1711                  * The conservative default might not actually be a problem
1712                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1713                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1714                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1715                  * will get recorded and the new parameters should get
1716                  * recomputed.  For Further Study.
1717                  */
1718                 if (taop->tao_mssopt != 0 && taop->tao_mssopt < maxopd)
1719                         maxopd = taop->tao_mssopt;
1720         } else
1721                 maxopd = mtu -
1722                     (isipv6 ?
1723                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1724                      sizeof(struct tcpiphdr));
1725
1726         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1727                 return;
1728         tp->t_maxopd = maxopd;
1729
1730         mss = maxopd;
1731         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1732                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1733                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1734
1735         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC | TF_NOOPT)) ==
1736                            (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC))
1737                 mss -= TCPOLEN_CC_APPA;
1738
1739         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1740 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1741         if (mss > MCLBYTES)
1742                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1743 #else
1744         if (mss > MCLBYTES)
1745                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1746 #endif
1747
1748         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1749                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1750
1751         tp->t_maxseg = mss;
1752         tp->t_rtttime = 0;
1753         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1754         tcp_output(tp);
1755         tcpstat.tcps_mturesent++;
1756 }
1757
1758 /*
1759  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1760  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1761  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1762  * to get the interface MTU.
1763  */
1764 struct rtentry *
1765 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1766 {
1767         struct route *ro = &inc->inc_route;
1768
1769         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1770                 /* No route yet, so try to acquire one */
1771                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1772                         /*
1773                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1774                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1775                          */
1776                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1777                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1778                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1779                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1780                             inc->inc_faddr;
1781                         rtalloc(ro);
1782                 }
1783         }
1784         return (ro->ro_rt);
1785 }
1786
1787 #ifdef INET6
1788 struct rtentry *
1789 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1790 {
1791         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1792
1793         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1794                 /* No route yet, so try to acquire one */
1795                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1796                         /*
1797                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1798                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1799                          */
1800                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1801                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1802                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1803                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1804                         rtalloc((struct route *)ro6);
1805                 }
1806         }
1807         return (ro6->ro_rt);
1808 }
1809 #endif
1810
1811 #ifdef IPSEC
1812 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1813 size_t
1814 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1815 {
1816         struct inpcb *inp;
1817         struct mbuf *m;
1818         size_t hdrsiz;
1819         struct ip *ip;
1820         struct tcphdr *th;
1821
1822         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1823                 return (0);
1824         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1825         if (!m)
1826                 return (0);
1827
1828 #ifdef INET6
1829         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1830                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1831
1832                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1833                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1834                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1835                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1836                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1837         } else
1838 #endif
1839         {
1840                 ip = mtod(m, struct ip *);
1841                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1842                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1843                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1844                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1845         }
1846
1847         m_free(m);
1848         return (hdrsiz);
1849 }
1850 #endif
1851
1852 /*
1853  * Return a pointer to the cached information about the remote host.
1854  * The cached information is stored in the protocol specific part of
1855  * the route metrics.
1856  */
1857 struct rmxp_tao *
1858 tcp_gettaocache(struct in_conninfo *inc)
1859 {
1860         struct rtentry *rt;
1861
1862 #ifdef INET6
1863         if (inc->inc_isipv6)
1864                 rt = tcp_rtlookup6(inc);
1865         else
1866 #endif
1867                 rt = tcp_rtlookup(inc);
1868
1869         /* Make sure this is a host route and is up. */
1870         if (rt == NULL ||
1871             (rt->rt_flags & (RTF_UP | RTF_HOST)) != (RTF_UP | RTF_HOST))
1872                 return (NULL);
1873
1874         return (rmx_taop(rt->rt_rmx));
1875 }
1876
1877 /*
1878  * Clear all the TAO cache entries, called from tcp_init.
1879  *
1880  * XXX
1881  * This routine is just an empty one, because we assume that the routing
1882  * routing tables are initialized at the same time when TCP, so there is
1883  * nothing in the cache left over.
1884  */
1885 static void
1886 tcp_cleartaocache(void)
1887 {
1888 }
1889
1890 /*
1891  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1892  *
1893  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1894  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1895  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1896  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1897  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1898  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1899  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1900  * side of the connection.
1901  *
1902  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1903  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1904  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1905  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1906  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1907  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1908  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1909  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1910  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1911  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1912  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1913  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1914  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1915  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1916  * resources.
1917  *
1918  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1919  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1920  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1921  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1922  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1923  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1924  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1925  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1926  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1927  * implementing the same algorithm.
1928  *
1929  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1930  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1931  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1932  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1933  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1934  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1935  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1936  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1937  * which to extend the algorithm.
1938  */
1939 void
1940 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1941 {
1942         u_long bw;
1943         u_long bwnd;
1944         int save_ticks;
1945         int delta_ticks;
1946
1947         /*
1948          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1949          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1950          */
1951         if (!tcp_inflight_enable) {
1952                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1953                 tp->snd_bandwidth = 0;
1954                 return;
1955         }
1956
1957         /*
1958          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1959          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1960          */
1961         save_ticks = ticks;
1962         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1963         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1964                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1965                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1966                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1967                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1968                 return;
1969         }
1970         if (delta_ticks == 0)
1971                 return;
1972
1973         /*
1974          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1975          */
1976         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1977                 return;
1978
1979         /*
1980          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1981          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1982          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1983          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1984          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1985          * increases.
1986          */
1987         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1988         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1989         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1990         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1991
1992         tp->snd_bandwidth = bw;
1993
1994         /*
1995          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1996          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1997          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1998          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1999          *
2000          * Situations Handled:
2001          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
2002          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
2003          *          specified, and also does a good job preventing
2004          *          over-queueing of packets over choke points like modems
2005          *          (at least for the transmit side).
2006          *
2007          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
2008          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
2009          *          increases).
2010          *
2011          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
2012          *          connections implementing the same algorithm (this may need
2013          *          a little work).
2014          *
2015          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
2016          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
2017          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
2018          *          be used, but only reduce this default if you have no other
2019          *          choice.
2020          */
2021
2022 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
2023         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
2024                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
2025 #undef USERTT
2026
2027         if (tcp_inflight_debug > 0) {
2028                 static int ltime;
2029                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
2030                         ltime = ticks;
2031                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
2032                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
2033                 }
2034         }
2035         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
2036                 bwnd = tcp_inflight_min;
2037         if (bwnd > tcp_inflight_max)
2038                 bwnd = tcp_inflight_max;
2039         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
2040                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
2041         tp->snd_bwnd = bwnd;
2042 }