Merge branch 'vendor/GCC44'
[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.  Note that the default lower bound of
229  * 1024 exists only for debugging.  A good production default would be
230  * something like 6100.
231  */
232 static int tcp_inflight_enable = 0;
233 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
234     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
235
236 static int tcp_inflight_debug = 0;
237 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
238     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
239
240 static int tcp_inflight_min = 6144;
241 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
242     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
243
244 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
245 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
246     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
247
248 static int tcp_inflight_stab = 20;
249 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
250     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 2 packets)");
251
252 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
253 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
254
255 static void tcp_willblock(int);
256 static void tcp_cleartaocache (void);
257 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
258
259 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
260 #ifdef SMP
261 static int
262 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
263 {
264         int cpu, error = 0;
265
266         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
267                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
268                                         sizeof(struct tcp_stats))))
269                         break;
270                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
271                                        sizeof(struct tcp_stats))))
272                         break;
273         }
274
275         return (error);
276 }
277 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
278     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
279 #else
280 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
281     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
282 #endif
283
284 /*
285  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
286  *
287  * Note that this can be overridden by the kernel environment
288  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
289  */
290 #ifndef TCBHASHSIZE
291 #define TCBHASHSIZE     512
292 #endif
293
294 /*
295  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
296  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
297  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
298  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
299  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
300  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
301  */
302 #define ALIGNMENT       32
303 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
304 struct  inp_tp {
305         union {
306                 struct  inpcb inp;
307                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
308         } inp_tp_u;
309         struct  tcpcb tcb;
310         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
311         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
312         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
313         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
314         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
315         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
316 };
317 #undef ALIGNMENT
318 #undef ALIGNM1
319
320 /*
321  * Tcp initialization
322  */
323 void
324 tcp_init(void)
325 {
326         struct inpcbporthead *porthashbase;
327         u_long porthashmask;
328         struct vm_zone *ipi_zone;
329         int hashsize = TCBHASHSIZE;
330         int cpu;
331
332         /*
333          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
334          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
335          */
336         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
337                     25, -1, 0, NULL);
338
339         tcp_ccgen = 1;
340         tcp_cleartaocache();
341
342         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
343         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
344         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
345         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
346         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
347         tcp_msl = TCPTV_MSL;
348         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
349         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
350
351         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
352         if (!powerof2(hashsize)) {
353                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
354                 hashsize = 512; /* safe default */
355         }
356         tcp_tcbhashsize = hashsize;
357         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
358         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
359                          ZONE_INTERRUPT, 0);
360
361         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
362                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
363                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
364                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
365                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
366                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
367                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
368                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
369                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
370                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
371                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
372         }
373
374         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
375         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
376
377 #ifdef INET6
378 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
379 #else
380 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
381 #endif
382         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
383                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
384         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
385                 panic("tcp_init");
386 #undef TCP_MINPROTOHDR
387
388         /*
389          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
390          */
391 #ifdef SMP
392         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
393                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
394         }
395 #else
396         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
397 #endif
398
399         syncache_init();
400         tcp_thread_init();
401 }
402
403 void
404 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
405 {
406         struct netmsg *msg;
407         int mplocked;
408
409         /*
410          * Thread was started with TDF_MPSAFE
411          */
412         mplocked = 0;
413
414         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
415                 do {
416                         logtcp(rxmsg);
417                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
418                                                   mplocked);
419                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
420
421                 logtcp(delayed);
422                 tcp_willblock(mplocked);
423                 logtcp(wait);
424         }
425 }
426
427 static void
428 tcp_willblock(int mplocked)
429 {
430         struct tcpcb *tp;
431         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
432         int unlock = 0;
433
434         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
435                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
436                         return;
437
438                 get_mplock();
439                 mplocked = 1;
440                 unlock = 1;
441         }
442
443         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
444                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
445                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
446                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
447                 tcp_output(tp);
448         }
449
450         if (unlock)
451                 rel_mplock();
452 }
453
454
455 /*
456  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
457  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
458  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
459  */
460 void
461 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
462 {
463         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
464         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
465
466 #ifdef INET6
467         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
468                 struct ip6_hdr *ip6;
469
470                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
471                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
472                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
473                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
474                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
475                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
476                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
477                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
478                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
479                 tcp_hdr->th_sum = 0;
480         } else
481 #endif
482         {
483                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
484
485                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
486                 ip->ip_tos = 0;
487                 ip->ip_len = 0;
488                 ip->ip_id = 0;
489                 ip->ip_off = 0;
490                 ip->ip_ttl = 0;
491                 ip->ip_sum = 0;
492                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
493                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
494                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
495                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
496                                     ip->ip_dst.s_addr,
497                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
498         }
499
500         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
501         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
502         tcp_hdr->th_seq = 0;
503         tcp_hdr->th_ack = 0;
504         tcp_hdr->th_x2 = 0;
505         tcp_hdr->th_off = 5;
506         tcp_hdr->th_flags = 0;
507         tcp_hdr->th_win = 0;
508         tcp_hdr->th_urp = 0;
509 }
510
511 /*
512  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
513  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
514  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
515  */
516 struct tcptemp *
517 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
518 {
519         struct tcptemp *tmp;
520
521         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
522                 return (NULL);
523         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
524         return (tmp);
525 }
526
527 void
528 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
529 {
530         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
531 }
532
533 /*
534  * Send a single message to the TCP at address specified by
535  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
536  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
537  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
538  * template for a connection.  If flags are given then we send
539  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
540  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
541  *
542  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
543  * segment are as specified by the parameters.
544  *
545  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
546  */
547 void
548 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
549             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
550 {
551         int tlen;
552         int win = 0;
553         struct route *ro = NULL;
554         struct route sro;
555         struct ip *ip = ipgen;
556         struct tcphdr *nth;
557         int ipflags = 0;
558         struct route_in6 *ro6 = NULL;
559         struct route_in6 sro6;
560         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
561         boolean_t use_tmpro = TRUE;
562 #ifdef INET6
563         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
564 #else
565         const boolean_t isipv6 = FALSE;
566 #endif
567
568         if (tp != NULL) {
569                 if (!(flags & TH_RST)) {
570                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
571                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
572                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
573                 }
574                 /*
575                  * Don't use the route cache of a listen socket,
576                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
577                  */
578                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
579                         if (isipv6)
580                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
581                         else
582                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
583                         use_tmpro = FALSE;
584                 }
585         }
586         if (use_tmpro) {
587                 if (isipv6) {
588                         ro6 = &sro6;
589                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
590                 } else {
591                         ro = &sro;
592                         bzero(ro, sizeof *ro);
593                 }
594         }
595         if (m == NULL) {
596                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
597                 if (m == NULL)
598                         return;
599                 tlen = 0;
600                 m->m_data += max_linkhdr;
601                 if (isipv6) {
602                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
603                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
604                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
605                 } else {
606                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
607                         ip = mtod(m, struct ip *);
608                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
609                 }
610                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
611                 flags = TH_ACK;
612         } else {
613                 m_freem(m->m_next);
614                 m->m_next = NULL;
615                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
616                 /* m_len is set later */
617                 tlen = 0;
618 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
619                 if (isipv6) {
620                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
621                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
622                 } else {
623                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
624                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
625                 }
626                 if (th != nth) {
627                         /*
628                          * this is usually a case when an extension header
629                          * exists between the IPv6 header and the
630                          * TCP header.
631                          */
632                         nth->th_sport = th->th_sport;
633                         nth->th_dport = th->th_dport;
634                 }
635                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
636 #undef xchg
637         }
638         if (isipv6) {
639                 ip6->ip6_flow = 0;
640                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
641                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
642                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
643                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
644         } else {
645                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
646                 ip->ip_len = tlen;
647                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
648         }
649         m->m_len = tlen;
650         m->m_pkthdr.len = tlen;
651         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
652         nth->th_seq = htonl(seq);
653         nth->th_ack = htonl(ack);
654         nth->th_x2 = 0;
655         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
656         nth->th_flags = flags;
657         if (tp != NULL)
658                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
659         else
660                 nth->th_win = htons((u_short)win);
661         nth->th_urp = 0;
662         if (isipv6) {
663                 nth->th_sum = 0;
664                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
665                                         sizeof(struct ip6_hdr),
666                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
667                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
668                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
669                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
670         } else {
671                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
672                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
673                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
674                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
675         }
676 #ifdef TCPDEBUG
677         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
678                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
679 #endif
680         if (isipv6) {
681                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
682                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
683                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
684                         RTFREE(ro6->ro_rt);
685                         ro6->ro_rt = NULL;
686                 }
687         } else {
688                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
689                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
690                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
691                         RTFREE(ro->ro_rt);
692                         ro->ro_rt = NULL;
693                 }
694         }
695 }
696
697 /*
698  * Create a new TCP control block, making an
699  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
700  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
701  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
702  */
703 struct tcpcb *
704 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
705 {
706         struct inp_tp *it;
707         struct tcpcb *tp;
708 #ifdef INET6
709         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
710 #else
711         const boolean_t isipv6 = FALSE;
712 #endif
713
714         it = (struct inp_tp *)inp;
715         tp = &it->tcb;
716         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
717         LIST_INIT(&tp->t_segq);
718         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
719
720         /* Set up our timeouts. */
721         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
722         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
723         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
724         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
725         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
726         tcp_inittimers(tp);
727
728         /*
729          * Zero out timer message.  We don't create it here,
730          * since the current CPU may not be the owner of this
731          * inpcb.
732          */
733         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
734         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
735
736         if (tcp_do_rfc1323)
737                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
738         if (tcp_do_rfc1644)
739                 tp->t_flags |= TF_REQ_CC;
740         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
741         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
742         /*
743          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
744          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
745          * reasonable initial retransmit time.
746          */
747         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
748         tp->t_rttvar =
749             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
750         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
751         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
752         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
753         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
754         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
755         tp->t_rcvtime = ticks;
756         /*
757          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
758          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
759          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
760          */
761         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
762         inp->inp_ppcb = tp;
763         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
764         return (tp);            /* XXX */
765 }
766
767 /*
768  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
769  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
770  */
771 struct tcpcb *
772 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
773 {
774         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
775
776         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
777                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
778                 tcp_output(tp);
779                 tcpstat.tcps_drops++;
780         } else
781                 tcpstat.tcps_conndrops++;
782         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
783                 error = tp->t_softerror;
784         so->so_error = error;
785         return (tcp_close(tp));
786 }
787
788 #ifdef SMP
789
790 struct netmsg_remwildcard {
791         struct netmsg           nm_netmsg;
792         struct inpcb            *nm_inp;
793         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
794 #if defined(INET6)
795         int                     nm_isinet6;
796 #else
797         int                     nm_unused01;
798 #endif
799 };
800
801 /*
802  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
803  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
804  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
805  */
806 static void
807 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
808 {
809         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
810         int cpu;
811
812         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
813
814         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
815                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
816 #ifdef INET6
817                 if (msg->nm_isinet6)
818                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
819                 else
820 #endif
821                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
822                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
823         } else {
824                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
825                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
826                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
827                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
828         }
829 }
830
831 #endif
832
833 /*
834  * Close a TCP control block:
835  *      discard all space held by the tcp
836  *      discard internet protocol block
837  *      wake up any sleepers
838  */
839 struct tcpcb *
840 tcp_close(struct tcpcb *tp)
841 {
842         struct tseg_qent *q;
843         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
844         struct socket *so = inp->inp_socket;
845         struct rtentry *rt;
846         boolean_t dosavessthresh;
847 #ifdef SMP
848         int cpu;
849 #endif
850 #ifdef INET6
851         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
852         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
853 #else
854         const boolean_t isipv6 = FALSE;
855 #endif
856
857         /*
858          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
859          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
860          * messing with it, though it should be noted that this change may
861          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
862          * hash removal.
863          *
864          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
865          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
866          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
867          */
868         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
869         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
870
871         /*
872          * Make sure that all of our timers are stopped before we
873          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
874          * timers are never used.  If timer message is never created
875          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
876          */
877         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
878                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
879                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
880                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
881                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
882                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
883         }
884
885         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
886                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
887                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
888                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
889         }
890
891         /*
892          * If we got enough samples through the srtt filter,
893          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
894          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
895          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
896          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
897          * we could save a very bogus rtt.
898          *
899          * Don't update the default route's characteristics and don't
900          * update anything that the user "locked".
901          */
902         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
903                 u_long i = 0;
904
905                 if (isipv6) {
906                         struct sockaddr_in6 *sin6;
907
908                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
909                                 goto no_valid_rt;
910                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
911                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
912                                 goto no_valid_rt;
913                 } else
914                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
915                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
916                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
917                                 goto no_valid_rt;
918
919                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
920                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
921                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
922                                 /*
923                                  * filter this update to half the old & half
924                                  * the new values, converting scale.
925                                  * See route.h and tcp_var.h for a
926                                  * description of the scaling constants.
927                                  */
928                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
929                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
930                         else
931                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
932                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
933                 }
934                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
935                         i = tp->t_rttvar *
936                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
937                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
938                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
939                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
940                         else
941                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
942                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
943                 }
944                 /*
945                  * The old comment here said:
946                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
947                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
948                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
949                  * before we start updating, then update on both good
950                  * and bad news.
951                  *
952                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
953                  * specified explicitly in the route, because such
954                  * connections still have an implicit pipesize specified
955                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
956                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
957                  */
958                 i = tp->snd_ssthresh;
959                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
960                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
961                 else
962                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
963                 if (dosavessthresh ||
964                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
965                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
966                         /*
967                          * convert the limit from user data bytes to
968                          * packets then to packet data bytes.
969                          */
970                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
971                         if (i < 2)
972                                 i = 2;
973                         i *= tp->t_maxseg +
974                              (isipv6 ?
975                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
976                               sizeof(struct tcpiphdr));
977                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
978                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
979                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
980                         else
981                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
982                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
983                 }
984         }
985
986 no_valid_rt:
987         /* free the reassembly queue, if any */
988         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
989                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
990                 m_freem(q->tqe_m);
991                 FREE(q, M_TSEGQ);
992                 tcp_reass_qsize--;
993         }
994         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
995         if (TCP_DO_SACK(tp))
996                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
997
998         inp->inp_ppcb = NULL;
999         soisdisconnected(so);
1000
1001         tcp_destroy_timermsg(tp);
1002
1003         /*
1004          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
1005          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
1006          * for each protocol thread and must be removed in the context of
1007          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
1008          * through the cpus.
1009          *
1010          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
1011          * the any hashes still present for this inp.
1012          */
1013 #ifdef SMP
1014         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
1015                 struct netmsg_remwildcard *msg;
1016
1017                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
1018                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
1019                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1020                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1021                             in_pcbremwildcardhash_handler);
1022 #ifdef INET6
1023                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
1024 #endif
1025                 msg->nm_inp = inp;
1026                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
1027                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1028         } else
1029 #endif
1030         {
1031                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
1032 #ifdef INET6
1033                 if (isafinet6)
1034                         in6_pcbdetach(inp);
1035                 else
1036 #endif
1037                         in_pcbdetach(inp);
1038         }
1039         tcpstat.tcps_closed++;
1040         return (NULL);
1041 }
1042
1043 static __inline void
1044 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1045 {
1046         struct inpcb *inpb;
1047         struct tcpcb *tcpb;
1048         struct tseg_qent *te;
1049
1050         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1051                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1052                         continue;
1053                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1054                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1055                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1056                                 m_freem(te->tqe_m);
1057                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1058                                 tcp_reass_qsize--;
1059                         }
1060                 }
1061         }
1062 }
1063
1064 #ifdef SMP
1065 struct netmsg_tcp_drain {
1066         struct netmsg           nm_netmsg;
1067         struct inpcbhead        *nm_head;
1068 };
1069
1070 static void
1071 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1072 {
1073         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1074
1075         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1076         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1077 }
1078 #endif
1079
1080 void
1081 tcp_drain(void)
1082 {
1083 #ifdef SMP
1084         int cpu;
1085 #endif
1086
1087         if (!do_tcpdrain)
1088                 return;
1089
1090         /*
1091          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1092          * if there is one...
1093          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1094          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1095          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1096          *      useful.
1097          */
1098 #ifdef SMP
1099         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1100                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1101
1102                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1103                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1104                 } else {
1105                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1106                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1107                         if (msg == NULL)
1108                                 continue;
1109                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1110                                     tcp_drain_handler);
1111                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1112                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1113                 }
1114         }
1115 #else
1116         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1117 #endif
1118 }
1119
1120 /*
1121  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1122  * store error as soft error, but wake up user
1123  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1124  *
1125  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1126  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1127  */
1128 static void
1129 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1130 {
1131         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1132
1133         /*
1134          * Ignore some errors if we are hooked up.
1135          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1136          * and receives a second error, give up now.  This is better
1137          * than waiting a long time to establish a connection that
1138          * can never complete.
1139          */
1140         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1141              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1142               error == EHOSTDOWN)) {
1143                 return;
1144         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1145             tp->t_softerror)
1146                 tcp_drop(tp, error);
1147         else
1148                 tp->t_softerror = error;
1149 #if 0
1150         wakeup(&so->so_timeo);
1151         sorwakeup(so);
1152         sowwakeup(so);
1153 #endif
1154 }
1155
1156 static int
1157 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1158 {
1159         int error, i, n;
1160         struct inpcb *marker;
1161         struct inpcb *inp;
1162         inp_gen_t gencnt;
1163         globaldata_t gd;
1164         int origcpu, ccpu;
1165
1166         error = 0;
1167         n = 0;
1168
1169         /*
1170          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1171          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1172          */
1173         if (req->oldptr == NULL) {
1174                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1175                         gd = globaldata_find(ccpu);
1176                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1177                 }
1178                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1179                 return (0);
1180         }
1181
1182         if (req->newptr != NULL)
1183                 return (EPERM);
1184
1185         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1186         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1187
1188         /*
1189          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1190          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1191          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1192          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1193          * cpu to avoid races).
1194          */
1195         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1196         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1197                 globaldata_t rgd;
1198                 caddr_t inp_ppcb;
1199                 struct xtcpcb xt;
1200                 int cpu_id;
1201
1202                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1203                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1204                         continue;
1205                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1206                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1207
1208                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1209                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1210
1211                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1212                 i = 0;
1213                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1214                         /*
1215                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1216                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1217                          */
1218                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1219                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1220
1221                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1222                                 continue;
1223                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1224                                 continue;
1225                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1226                                 continue;
1227
1228                         xt.xt_len = sizeof xt;
1229                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1230                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1231                         if (inp_ppcb != NULL)
1232                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1233                         else
1234                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1235                         if (inp->inp_socket)
1236                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1237                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1238                                 break;
1239                         ++i;
1240                 }
1241                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1242                 if (error == 0 && i < n) {
1243                         bzero(&xt, sizeof xt);
1244                         xt.xt_len = sizeof xt;
1245                         while (i < n) {
1246                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1247                                 if (error)
1248                                         break;
1249                                 ++i;
1250                         }
1251                 }
1252         }
1253
1254         /*
1255          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1256          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1257          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1258          * on a different cpu.
1259          */
1260         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1261         kfree(marker, M_TEMP);
1262         return (error);
1263 }
1264
1265 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1266             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1267
1268 static int
1269 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1270 {
1271         struct sockaddr_in addrs[2];
1272         struct inpcb *inp;
1273         int cpu;
1274         int error;
1275
1276         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1277         if (error != 0)
1278                 return (error);
1279         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1280         if (error != 0)
1281                 return (error);
1282         crit_enter();
1283         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1284             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1285         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1286             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1287         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1288                 error = ENOENT;
1289                 goto out;
1290         }
1291         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1292 out:
1293         crit_exit();
1294         return (error);
1295 }
1296
1297 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1298     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1299
1300 #ifdef INET6
1301 static int
1302 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1303 {
1304         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1305         struct inpcb *inp;
1306         int error;
1307         boolean_t mapped = FALSE;
1308
1309         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1310         if (error != 0)
1311                 return (error);
1312         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1313         if (error != 0)
1314                 return (error);
1315         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1316                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1317                         mapped = TRUE;
1318                 else
1319                         return (EINVAL);
1320         }
1321         crit_enter();
1322         if (mapped) {
1323                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1324                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1325                     addrs[1].sin6_port,
1326                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1327                     addrs[0].sin6_port,
1328                     0, NULL);
1329         } else {
1330                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1331                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1332                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1333                     0, NULL);
1334         }
1335         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1336                 error = ENOENT;
1337                 goto out;
1338         }
1339         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1340 out:
1341         crit_exit();
1342         return (error);
1343 }
1344
1345 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1346             0, 0,
1347             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1348 #endif
1349
1350 struct netmsg_tcp_notify {
1351         struct netmsg   nm_nmsg;
1352         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1353         struct in_addr  nm_faddr;
1354         int             nm_arg;
1355 };
1356
1357 static void
1358 tcp_notifyall_oncpu(struct netmsg *netmsg)
1359 {
1360         struct netmsg_tcp_notify *nmsg = (struct netmsg_tcp_notify *)netmsg;
1361         int nextcpu;
1362
1363         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nmsg->nm_faddr,
1364                         nmsg->nm_arg, nmsg->nm_notify);
1365
1366         nextcpu = mycpuid + 1;
1367         if (nextcpu < ncpus2)
1368                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(nextcpu), &netmsg->nm_lmsg);
1369         else
1370                 lwkt_replymsg(&netmsg->nm_lmsg, 0);
1371 }
1372
1373 void
1374 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1375 {
1376         struct ip *ip = vip;
1377         struct tcphdr *th;
1378         struct in_addr faddr;
1379         struct inpcb *inp;
1380         struct tcpcb *tp;
1381         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1382         tcp_seq icmpseq;
1383         int arg, cpu;
1384
1385         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1386                 return;
1387         }
1388
1389         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1390         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1391                 return;
1392
1393         arg = inetctlerrmap[cmd];
1394         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1395                 notify = tcp_quench;
1396         } else if (icmp_may_rst &&
1397                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1398                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1399                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1400                    ip != NULL) {
1401                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1402         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1403                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1404                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1405
1406                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1407                 notify = tcp_mtudisc;
1408         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1409                 ip = NULL;
1410                 notify = in_rtchange;
1411         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1412                 ip = NULL;
1413         }
1414
1415         if (ip != NULL) {
1416                 crit_enter();
1417                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1418                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1419                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1420                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1421                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1422                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1423                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1424                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1425                         tp = intotcpcb(inp);
1426                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1427                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1428                                 (*notify)(inp, arg);
1429                 } else {
1430                         struct in_conninfo inc;
1431
1432                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1433                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1434                         inc.inc_faddr = faddr;
1435                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1436 #ifdef INET6
1437                         inc.inc_isipv6 = 0;
1438 #endif
1439                         syncache_unreach(&inc, th);
1440                 }
1441                 crit_exit();
1442         } else {
1443                 struct netmsg_tcp_notify nmsg;
1444
1445                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1446                 netmsg_init(&nmsg.nm_nmsg, &curthread->td_msgport, 0,
1447                             tcp_notifyall_oncpu);
1448                 nmsg.nm_faddr = faddr;
1449                 nmsg.nm_arg = arg;
1450                 nmsg.nm_notify = notify;
1451
1452                 lwkt_domsg(tcp_cport(0), &nmsg.nm_nmsg.nm_lmsg, 0);
1453         }
1454 }
1455
1456 #ifdef INET6
1457 void
1458 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1459 {
1460         struct tcphdr th;
1461         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1462         struct ip6_hdr *ip6;
1463         struct mbuf *m;
1464         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1465         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1466         int off;
1467         struct tcp_portonly {
1468                 u_int16_t th_sport;
1469                 u_int16_t th_dport;
1470         } *thp;
1471         int arg;
1472
1473         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1474             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1475                 return;
1476
1477         arg = 0;
1478         if (cmd == PRC_QUENCH)
1479                 notify = tcp_quench;
1480         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1481                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1482                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1483
1484                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1485                 notify = tcp_mtudisc;
1486         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1487                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1488                 return;
1489         }
1490
1491         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1492         if (d != NULL) {
1493                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1494                 m = ip6cp->ip6c_m;
1495                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1496                 off = ip6cp->ip6c_off;
1497                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1498         } else {
1499                 m = NULL;
1500                 ip6 = NULL;
1501                 off = 0;        /* fool gcc */
1502                 sa6_src = &sa6_any;
1503         }
1504
1505         if (ip6 != NULL) {
1506                 struct in_conninfo inc;
1507                 /*
1508                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1509                  * M and OFF are valid.
1510                  */
1511
1512                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1513                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1514                         return;
1515
1516                 bzero(&th, sizeof th);
1517                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1518
1519                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1520                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1521                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1522
1523                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1524                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1525                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1526                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1527                 inc.inc_isipv6 = 1;
1528                 syncache_unreach(&inc, &th);
1529         } else
1530                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1531                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1532 }
1533 #endif
1534
1535 /*
1536  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1537  *
1538  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1539  * 1.  In SYN-ACK packets.
1540  * 2.  In SYN packets.
1541  *
1542  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1543  * tcp_syncache.c for details.
1544  *
1545  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1546  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1547  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1548  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1549  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1550  *
1551  * Implementation details:
1552  *
1553  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1554  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1555  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1556  * before rollover.
1557  *
1558  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1559  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1560  * as reseeding should not be necessary.
1561  *
1562  */
1563
1564 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1565
1566 u_char isn_secret[32];
1567 int isn_last_reseed;
1568 MD5_CTX isn_ctx;
1569
1570 tcp_seq
1571 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1572 {
1573         u_int32_t md5_buffer[4];
1574         tcp_seq new_isn;
1575
1576         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1577         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1578              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1579                 < (u_int)ticks))) {
1580                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1581                 isn_last_reseed = ticks;
1582         }
1583
1584         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1585         MD5Init(&isn_ctx);
1586         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1587         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1588 #ifdef INET6
1589         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1590                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1591                           sizeof(struct in6_addr));
1592                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1593                           sizeof(struct in6_addr));
1594         } else
1595 #endif
1596         {
1597                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1598                           sizeof(struct in_addr));
1599                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1600                           sizeof(struct in_addr));
1601         }
1602         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1603         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1604         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1605         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1606         return (new_isn);
1607 }
1608
1609 /*
1610  * When a source quench is received, close congestion window
1611  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1612  */
1613 void
1614 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1615 {
1616         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1617
1618         if (tp != NULL) {
1619                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1620                 tp->snd_wacked = 0;
1621         }
1622 }
1623
1624 /*
1625  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1626  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1627  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1628  */
1629 void
1630 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1631 {
1632         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1633
1634         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1635                 tcp_drop(tp, error);
1636 }
1637
1638 /*
1639  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1640  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1641  * since we know the packet we just sent was dropped.
1642  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1643  */
1644 void
1645 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1646 {
1647         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1648         struct rtentry *rt;
1649         struct socket *so = inp->inp_socket;
1650         int maxopd, mss;
1651 #ifdef INET6
1652         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1653 #else
1654         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1655 #endif
1656
1657         if (tp == NULL)
1658                 return;
1659
1660         /*
1661          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1662          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1663          */
1664         if (mtu == 0) {
1665                 int oldmtu;
1666
1667                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1668                     (isipv6 ?
1669                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1670                      sizeof(struct tcpiphdr));
1671                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1672         }
1673
1674         if (isipv6)
1675                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1676         else
1677                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1678         if (rt != NULL) {
1679                 struct rmxp_tao *taop = rmx_taop(rt->rt_rmx);
1680
1681                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1682                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1683
1684                 maxopd = mtu -
1685                     (isipv6 ?
1686                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1687                      sizeof(struct tcpiphdr));
1688
1689                 /*
1690                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1691                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1692                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1693                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1694                  * never actually take place, because the conservative
1695                  * default is much less than the MTUs typically seen
1696                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1697                  * this under the carpet.
1698                  *
1699                  * The conservative default might not actually be a problem
1700                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1701                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1702                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1703                  * will get recorded and the new parameters should get
1704                  * recomputed.  For Further Study.
1705                  */
1706                 if (taop->tao_mssopt != 0 && taop->tao_mssopt < maxopd)
1707                         maxopd = taop->tao_mssopt;
1708         } else
1709                 maxopd = mtu -
1710                     (isipv6 ?
1711                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1712                      sizeof(struct tcpiphdr));
1713
1714         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1715                 return;
1716         tp->t_maxopd = maxopd;
1717
1718         mss = maxopd;
1719         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1720                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1721                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1722
1723         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC | TF_NOOPT)) ==
1724                            (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC))
1725                 mss -= TCPOLEN_CC_APPA;
1726
1727         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1728 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1729         if (mss > MCLBYTES)
1730                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1731 #else
1732         if (mss > MCLBYTES)
1733                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1734 #endif
1735
1736         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1737                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1738
1739         tp->t_maxseg = mss;
1740         tp->t_rtttime = 0;
1741         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1742         tcp_output(tp);
1743         tcpstat.tcps_mturesent++;
1744 }
1745
1746 /*
1747  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1748  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1749  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1750  * to get the interface MTU.
1751  */
1752 struct rtentry *
1753 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1754 {
1755         struct route *ro = &inc->inc_route;
1756
1757         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1758                 /* No route yet, so try to acquire one */
1759                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1760                         /*
1761                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1762                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1763                          */
1764                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1765                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1766                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1767                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1768                             inc->inc_faddr;
1769                         rtalloc(ro);
1770                 }
1771         }
1772         return (ro->ro_rt);
1773 }
1774
1775 #ifdef INET6
1776 struct rtentry *
1777 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1778 {
1779         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1780
1781         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1782                 /* No route yet, so try to acquire one */
1783                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1784                         /*
1785                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1786                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1787                          */
1788                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1789                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1790                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1791                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1792                         rtalloc((struct route *)ro6);
1793                 }
1794         }
1795         return (ro6->ro_rt);
1796 }
1797 #endif
1798
1799 #ifdef IPSEC
1800 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1801 size_t
1802 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1803 {
1804         struct inpcb *inp;
1805         struct mbuf *m;
1806         size_t hdrsiz;
1807         struct ip *ip;
1808         struct tcphdr *th;
1809
1810         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1811                 return (0);
1812         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1813         if (!m)
1814                 return (0);
1815
1816 #ifdef INET6
1817         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1818                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1819
1820                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1821                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1822                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1823                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1824                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1825         } else
1826 #endif
1827         {
1828                 ip = mtod(m, struct ip *);
1829                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1830                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1831                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1832                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1833         }
1834
1835         m_free(m);
1836         return (hdrsiz);
1837 }
1838 #endif
1839
1840 /*
1841  * Return a pointer to the cached information about the remote host.
1842  * The cached information is stored in the protocol specific part of
1843  * the route metrics.
1844  */
1845 struct rmxp_tao *
1846 tcp_gettaocache(struct in_conninfo *inc)
1847 {
1848         struct rtentry *rt;
1849
1850 #ifdef INET6
1851         if (inc->inc_isipv6)
1852                 rt = tcp_rtlookup6(inc);
1853         else
1854 #endif
1855                 rt = tcp_rtlookup(inc);
1856
1857         /* Make sure this is a host route and is up. */
1858         if (rt == NULL ||
1859             (rt->rt_flags & (RTF_UP | RTF_HOST)) != (RTF_UP | RTF_HOST))
1860                 return (NULL);
1861
1862         return (rmx_taop(rt->rt_rmx));
1863 }
1864
1865 /*
1866  * Clear all the TAO cache entries, called from tcp_init.
1867  *
1868  * XXX
1869  * This routine is just an empty one, because we assume that the routing
1870  * routing tables are initialized at the same time when TCP, so there is
1871  * nothing in the cache left over.
1872  */
1873 static void
1874 tcp_cleartaocache(void)
1875 {
1876 }
1877
1878 /*
1879  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1880  *
1881  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1882  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1883  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1884  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1885  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1886  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1887  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1888  * side of the connection.
1889  *
1890  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1891  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1892  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1893  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1894  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1895  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1896  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1897  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1898  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1899  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1900  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1901  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1902  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1903  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1904  * resources.
1905  *
1906  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1907  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1908  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1909  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1910  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1911  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1912  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1913  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1914  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1915  * implementing the same algorithm.
1916  *
1917  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1918  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1919  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1920  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1921  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1922  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1923  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1924  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1925  * which to extend the algorithm.
1926  */
1927 void
1928 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1929 {
1930         u_long bw;
1931         u_long bwnd;
1932         int save_ticks;
1933         int delta_ticks;
1934
1935         /*
1936          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1937          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1938          */
1939         if (!tcp_inflight_enable) {
1940                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1941                 tp->snd_bandwidth = 0;
1942                 return;
1943         }
1944
1945         /*
1946          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1947          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1948          */
1949         save_ticks = ticks;
1950         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1951         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1952                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1953                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1954                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1955                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1956                 return;
1957         }
1958         if (delta_ticks == 0)
1959                 return;
1960
1961         /*
1962          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1963          */
1964         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1965                 return;
1966
1967         /*
1968          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1969          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1970          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1971          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1972          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1973          * increases.
1974          */
1975         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1976         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1977         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1978         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1979
1980         tp->snd_bandwidth = bw;
1981
1982         /*
1983          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1984          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1985          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1986          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1987          *
1988          * Situations Handled:
1989          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1990          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1991          *          specified, and also does a good job preventing
1992          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1993          *          (at least for the transmit side).
1994          *
1995          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1996          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1997          *          increases).
1998          *
1999          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
2000          *          connections implementing the same algorithm (this may need
2001          *          a little work).
2002          *
2003          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
2004          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
2005          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
2006          *          be used, but only reduce this default if you have no other
2007          *          choice.
2008          */
2009
2010 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
2011         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
2012                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
2013 #undef USERTT
2014
2015         if (tcp_inflight_debug > 0) {
2016                 static int ltime;
2017                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
2018                         ltime = ticks;
2019                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
2020                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
2021                 }
2022         }
2023         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
2024                 bwnd = tcp_inflight_min;
2025         if (bwnd > tcp_inflight_max)
2026                 bwnd = tcp_inflight_max;
2027         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
2028                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
2029         tp->snd_bwnd = bwnd;
2030 }