Add following three network protocol threads running mode:
[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 1.61 2008/09/23 11:28:49 sephe Exp $
69  */
70
71 #include "opt_compat.h"
72 #include "opt_inet6.h"
73 #include "opt_ipsec.h"
74 #include "opt_tcpdebug.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/callout.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/malloc.h>
82 #include <sys/mpipe.h>
83 #include <sys/mbuf.h>
84 #ifdef INET6
85 #include <sys/domain.h>
86 #endif
87 #include <sys/proc.h>
88 #include <sys/socket.h>
89 #include <sys/socketvar.h>
90 #include <sys/protosw.h>
91 #include <sys/random.h>
92 #include <sys/in_cksum.h>
93 #include <sys/ktr.h>
94
95 #include <vm/vm_zone.h>
96
97 #include <net/route.h>
98 #include <net/if.h>
99 #include <net/netisr.h>
100
101 #define _IP_VHL
102 #include <netinet/in.h>
103 #include <netinet/in_systm.h>
104 #include <netinet/ip.h>
105 #include <netinet/ip6.h>
106 #include <netinet/in_pcb.h>
107 #include <netinet6/in6_pcb.h>
108 #include <netinet/in_var.h>
109 #include <netinet/ip_var.h>
110 #include <netinet6/ip6_var.h>
111 #include <netinet/ip_icmp.h>
112 #ifdef INET6
113 #include <netinet/icmp6.h>
114 #endif
115 #include <netinet/tcp.h>
116 #include <netinet/tcp_fsm.h>
117 #include <netinet/tcp_seq.h>
118 #include <netinet/tcp_timer.h>
119 #include <netinet/tcp_var.h>
120 #include <netinet6/tcp6_var.h>
121 #include <netinet/tcpip.h>
122 #ifdef TCPDEBUG
123 #include <netinet/tcp_debug.h>
124 #endif
125 #include <netinet6/ip6protosw.h>
126
127 #ifdef IPSEC
128 #include <netinet6/ipsec.h>
129 #ifdef INET6
130 #include <netinet6/ipsec6.h>
131 #endif
132 #endif
133
134 #ifdef FAST_IPSEC
135 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
136 #ifdef INET6
137 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
138 #endif
139 #define IPSEC
140 #endif
141
142 #include <sys/md5.h>
143 #include <sys/msgport2.h>
144 #include <machine/smp.h>
145
146 #include <net/netmsg2.h>
147
148 #if !defined(KTR_TCP)
149 #define KTR_TCP         KTR_ALL
150 #endif
151 KTR_INFO_MASTER(tcp);
152 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, rxmsg, 0, "tcp getmsg", 0);
153 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, wait, 1, "tcp waitmsg", 0);
154 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, delayed, 2, "tcp execute delayed ops", 0);
155 #define logtcp(name)    KTR_LOG(tcp_ ## name)
156
157 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
158 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
159
160 int tcp_mpsafe_proto = 0;
161 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_proto", &tcp_mpsafe_proto);
162
163 static int tcp_mpsafe_thread = 0;
164 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_thread", &tcp_mpsafe_thread);
165 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, mpsafe_thread, CTLFLAG_RW,
166            &tcp_mpsafe_thread, 0,
167            "0:BGL, 1:Adaptive BGL, 2:No BGL(experimental)");
168
169 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
170 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
171     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
172
173 #ifdef INET6
174 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
175 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
176     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
177 #endif
178
179 #if 0
180 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
181 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
182     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
183 #endif
184
185 int tcp_do_rfc1323 = 1;
186 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
187     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
188
189 int tcp_do_rfc1644 = 0;
190 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1644, rfc1644, CTLFLAG_RW,
191     &tcp_do_rfc1644, 0, "Enable rfc1644 (TTCP) extensions");
192
193 static int tcp_tcbhashsize = 0;
194 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
195      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
196
197 static int do_tcpdrain = 1;
198 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
199      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
200
201 /* XXX JH */
202 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD,
203     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
204
205 static int icmp_may_rst = 1;
206 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
207     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
208
209 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
210 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
211     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
212
213 /*
214  * TCP bandwidth limiting sysctls.  Note that the default lower bound of
215  * 1024 exists only for debugging.  A good production default would be
216  * something like 6100.
217  */
218 static int tcp_inflight_enable = 0;
219 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
220     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
221
222 static int tcp_inflight_debug = 0;
223 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
224     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
225
226 static int tcp_inflight_min = 6144;
227 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
228     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
229
230 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
231 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
232     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
233
234 static int tcp_inflight_stab = 20;
235 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
236     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 2 packets)");
237
238 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
239 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
240
241 static void tcp_willblock(int);
242 static void tcp_cleartaocache (void);
243 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
244
245 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
246 #ifdef SMP
247 static int
248 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
249 {
250         int cpu, error = 0;
251
252         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
253                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
254                                         sizeof(struct tcp_stats))))
255                         break;
256                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
257                                        sizeof(struct tcp_stats))))
258                         break;
259         }
260
261         return (error);
262 }
263 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
264     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
265 #else
266 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
267     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
268 #endif
269
270 /*
271  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
272  *
273  * Note that this can be overridden by the kernel environment
274  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
275  */
276 #ifndef TCBHASHSIZE
277 #define TCBHASHSIZE     512
278 #endif
279
280 /*
281  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
282  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
283  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
284  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
285  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
286  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
287  */
288 #define ALIGNMENT       32
289 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
290 struct  inp_tp {
291         union {
292                 struct  inpcb inp;
293                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
294         } inp_tp_u;
295         struct  tcpcb tcb;
296         struct  callout inp_tp_rexmt, inp_tp_persist, inp_tp_keep, inp_tp_2msl;
297         struct  callout inp_tp_delack;
298 };
299 #undef ALIGNMENT
300 #undef ALIGNM1
301
302 /*
303  * Tcp initialization
304  */
305 void
306 tcp_init(void)
307 {
308         struct inpcbporthead *porthashbase;
309         u_long porthashmask;
310         struct vm_zone *ipi_zone;
311         int hashsize = TCBHASHSIZE;
312         int cpu;
313
314         /*
315          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
316          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
317          */
318         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
319                     25, -1, 0, NULL);
320
321         tcp_ccgen = 1;
322         tcp_cleartaocache();
323
324         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
325         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
326         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
327         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
328         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
329         tcp_msl = TCPTV_MSL;
330         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
331         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
332
333         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
334         if (!powerof2(hashsize)) {
335                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
336                 hashsize = 512; /* safe default */
337         }
338         tcp_tcbhashsize = hashsize;
339         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
340         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
341                          ZONE_INTERRUPT, 0);
342
343         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
344                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
345                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
346                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
347                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
348                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
349                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
350                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
351                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
352                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
353                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
354         }
355
356         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
357         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
358
359 #ifdef INET6
360 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
361 #else
362 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
363 #endif
364         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
365                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
366         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
367                 panic("tcp_init");
368 #undef TCP_MINPROTOHDR
369
370         /*
371          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
372          */
373 #ifdef SMP
374         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
375                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
376         }
377 #else
378         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
379 #endif
380
381         syncache_init();
382         tcp_thread_init();
383 }
384
385 void
386 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
387 {
388         struct netmsg *msg;
389         int mplocked;
390
391         /*
392          * Thread was started with TDF_MPSAFE
393          */
394         mplocked = 0;
395
396         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
397                 do {
398                         logtcp(rxmsg);
399                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
400                                                   mplocked);
401                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
402
403                 logtcp(delayed);
404                 tcp_willblock(mplocked);
405                 logtcp(wait);
406         }
407 }
408
409 static void
410 tcp_willblock(int mplocked)
411 {
412         struct tcpcb *tp;
413         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
414         int unlock = 0;
415
416         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
417                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
418                         return;
419
420                 get_mplock();
421                 mplocked = 1;
422                 unlock = 1;
423         }
424
425         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
426                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
427                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
428                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
429                 tcp_output(tp);
430         }
431
432         if (unlock)
433                 rel_mplock();
434 }
435
436
437 /*
438  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
439  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
440  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
441  */
442 void
443 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
444 {
445         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
446         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
447
448 #ifdef INET6
449         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
450                 struct ip6_hdr *ip6;
451
452                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
453                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
454                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
455                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
456                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
457                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
458                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
459                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
460                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
461                 tcp_hdr->th_sum = 0;
462         } else
463 #endif
464         {
465                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
466
467                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
468                 ip->ip_tos = 0;
469                 ip->ip_len = 0;
470                 ip->ip_id = 0;
471                 ip->ip_off = 0;
472                 ip->ip_ttl = 0;
473                 ip->ip_sum = 0;
474                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
475                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
476                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
477                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
478                                     ip->ip_dst.s_addr,
479                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
480         }
481
482         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
483         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
484         tcp_hdr->th_seq = 0;
485         tcp_hdr->th_ack = 0;
486         tcp_hdr->th_x2 = 0;
487         tcp_hdr->th_off = 5;
488         tcp_hdr->th_flags = 0;
489         tcp_hdr->th_win = 0;
490         tcp_hdr->th_urp = 0;
491 }
492
493 /*
494  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
495  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
496  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
497  */
498 struct tcptemp *
499 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
500 {
501         struct tcptemp *tmp;
502
503         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
504                 return (NULL);
505         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
506         return (tmp);
507 }
508
509 void
510 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
511 {
512         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
513 }
514
515 /*
516  * Send a single message to the TCP at address specified by
517  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
518  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
519  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
520  * template for a connection.  If flags are given then we send
521  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
522  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
523  *
524  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
525  * segment are as specified by the parameters.
526  *
527  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
528  */
529 void
530 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
531             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
532 {
533         int tlen;
534         int win = 0;
535         struct route *ro = NULL;
536         struct route sro;
537         struct ip *ip = ipgen;
538         struct tcphdr *nth;
539         int ipflags = 0;
540         struct route_in6 *ro6 = NULL;
541         struct route_in6 sro6;
542         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
543 #ifdef INET6
544         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
545 #else
546         const boolean_t isipv6 = FALSE;
547 #endif
548
549         if (tp != NULL) {
550                 if (!(flags & TH_RST)) {
551                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
552                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
553                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
554                 }
555                 if (isipv6)
556                         ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
557                 else
558                         ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
559         } else {
560                 if (isipv6) {
561                         ro6 = &sro6;
562                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
563                 } else {
564                         ro = &sro;
565                         bzero(ro, sizeof *ro);
566                 }
567         }
568         if (m == NULL) {
569                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
570                 if (m == NULL)
571                         return;
572                 tlen = 0;
573                 m->m_data += max_linkhdr;
574                 if (isipv6) {
575                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
576                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
577                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
578                 } else {
579                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
580                         ip = mtod(m, struct ip *);
581                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
582                 }
583                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
584                 flags = TH_ACK;
585         } else {
586                 m_freem(m->m_next);
587                 m->m_next = NULL;
588                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
589                 /* m_len is set later */
590                 tlen = 0;
591 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
592                 if (isipv6) {
593                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
594                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
595                 } else {
596                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
597                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
598                 }
599                 if (th != nth) {
600                         /*
601                          * this is usually a case when an extension header
602                          * exists between the IPv6 header and the
603                          * TCP header.
604                          */
605                         nth->th_sport = th->th_sport;
606                         nth->th_dport = th->th_dport;
607                 }
608                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
609 #undef xchg
610         }
611         if (isipv6) {
612                 ip6->ip6_flow = 0;
613                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
614                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
615                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
616                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
617         } else {
618                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
619                 ip->ip_len = tlen;
620                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
621         }
622         m->m_len = tlen;
623         m->m_pkthdr.len = tlen;
624         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *) NULL;
625         nth->th_seq = htonl(seq);
626         nth->th_ack = htonl(ack);
627         nth->th_x2 = 0;
628         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
629         nth->th_flags = flags;
630         if (tp != NULL)
631                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
632         else
633                 nth->th_win = htons((u_short)win);
634         nth->th_urp = 0;
635         if (isipv6) {
636                 nth->th_sum = 0;
637                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
638                                         sizeof(struct ip6_hdr),
639                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
640                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
641                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
642                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
643         } else {
644                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
645                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
646                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
647                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
648         }
649 #ifdef TCPDEBUG
650         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
651                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
652 #endif
653         if (isipv6) {
654                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
655                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
656                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
657                         RTFREE(ro6->ro_rt);
658                         ro6->ro_rt = NULL;
659                 }
660         } else {
661                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
662                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
663                         RTFREE(ro->ro_rt);
664                         ro->ro_rt = NULL;
665                 }
666         }
667 }
668
669 /*
670  * Create a new TCP control block, making an
671  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
672  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
673  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
674  */
675 struct tcpcb *
676 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
677 {
678         struct inp_tp *it;
679         struct tcpcb *tp;
680 #ifdef INET6
681         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
682 #else
683         const boolean_t isipv6 = FALSE;
684 #endif
685
686         it = (struct inp_tp *)inp;
687         tp = &it->tcb;
688         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
689         LIST_INIT(&tp->t_segq);
690         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
691
692         /* Set up our timeouts. */
693         callout_init(tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt);
694         callout_init(tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist);
695         callout_init(tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep);
696         callout_init(tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl);
697         callout_init(tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack);
698
699         if (tcp_do_rfc1323)
700                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
701         if (tcp_do_rfc1644)
702                 tp->t_flags |= TF_REQ_CC;
703         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
704         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
705         /*
706          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
707          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
708          * reasonable initial retransmit time.
709          */
710         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
711         tp->t_rttvar =
712             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
713         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
714         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
715         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
716         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
717         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
718         tp->t_rcvtime = ticks;
719         /*
720          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
721          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
722          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
723          */
724         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
725         inp->inp_ppcb = tp;
726         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
727         return (tp);            /* XXX */
728 }
729
730 /*
731  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
732  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
733  */
734 struct tcpcb *
735 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
736 {
737         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
738
739         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
740                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
741                 tcp_output(tp);
742                 tcpstat.tcps_drops++;
743         } else
744                 tcpstat.tcps_conndrops++;
745         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
746                 error = tp->t_softerror;
747         so->so_error = error;
748         return (tcp_close(tp));
749 }
750
751 #ifdef SMP
752
753 struct netmsg_remwildcard {
754         struct netmsg           nm_netmsg;
755         struct inpcb            *nm_inp;
756         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
757 #if defined(INET6)
758         int                     nm_isinet6;
759 #else
760         int                     nm_unused01;
761 #endif
762 };
763
764 /*
765  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
766  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
767  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
768  */
769 static void
770 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
771 {
772         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
773         int cpu;
774
775         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
776
777         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
778                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
779 #ifdef INET6
780                 if (msg->nm_isinet6)
781                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
782                 else
783 #endif
784                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
785                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
786         } else {
787                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
788                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
789                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
790                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
791         }
792 }
793
794 #endif
795
796 /*
797  * Close a TCP control block:
798  *      discard all space held by the tcp
799  *      discard internet protocol block
800  *      wake up any sleepers
801  */
802 struct tcpcb *
803 tcp_close(struct tcpcb *tp)
804 {
805         struct tseg_qent *q;
806         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
807         struct socket *so = inp->inp_socket;
808         struct rtentry *rt;
809         boolean_t dosavessthresh;
810 #ifdef SMP
811         int cpu;
812 #endif
813 #ifdef INET6
814         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
815         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
816 #else
817         const boolean_t isipv6 = FALSE;
818 #endif
819
820         /*
821          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
822          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
823          * messing with it, though it should be noted that this change may
824          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
825          * hash removal.
826          *
827          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
828          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
829          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
830          */
831         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
832         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
833
834         /*
835          * Make sure that all of our timers are stopped before we
836          * delete the PCB.
837          */
838         callout_stop(tp->tt_rexmt);
839         callout_stop(tp->tt_persist);
840         callout_stop(tp->tt_keep);
841         callout_stop(tp->tt_2msl);
842         callout_stop(tp->tt_delack);
843
844         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
845                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
846                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
847                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
848         }
849
850         /*
851          * If we got enough samples through the srtt filter,
852          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
853          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
854          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
855          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
856          * we could save a very bogus rtt.
857          *
858          * Don't update the default route's characteristics and don't
859          * update anything that the user "locked".
860          */
861         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
862                 u_long i = 0;
863
864                 if (isipv6) {
865                         struct sockaddr_in6 *sin6;
866
867                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
868                                 goto no_valid_rt;
869                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
870                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
871                                 goto no_valid_rt;
872                 } else
873                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
874                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
875                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
876                                 goto no_valid_rt;
877
878                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
879                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
880                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
881                                 /*
882                                  * filter this update to half the old & half
883                                  * the new values, converting scale.
884                                  * See route.h and tcp_var.h for a
885                                  * description of the scaling constants.
886                                  */
887                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
888                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
889                         else
890                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
891                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
892                 }
893                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
894                         i = tp->t_rttvar *
895                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
896                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
897                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
898                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
899                         else
900                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
901                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
902                 }
903                 /*
904                  * The old comment here said:
905                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
906                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
907                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
908                  * before we start updating, then update on both good
909                  * and bad news.
910                  *
911                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
912                  * specified explicitly in the route, because such
913                  * connections still have an implicit pipesize specified
914                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
915                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
916                  */
917                 i = tp->snd_ssthresh;
918                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
919                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
920                 else
921                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
922                 if (dosavessthresh ||
923                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
924                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
925                         /*
926                          * convert the limit from user data bytes to
927                          * packets then to packet data bytes.
928                          */
929                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
930                         if (i < 2)
931                                 i = 2;
932                         i *= tp->t_maxseg +
933                              (isipv6 ?
934                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
935                               sizeof(struct tcpiphdr));
936                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
937                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
938                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
939                         else
940                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
941                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
942                 }
943         }
944
945 no_valid_rt:
946         /* free the reassembly queue, if any */
947         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
948                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
949                 m_freem(q->tqe_m);
950                 FREE(q, M_TSEGQ);
951                 tcp_reass_qsize--;
952         }
953         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
954         if (TCP_DO_SACK(tp))
955                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
956
957         inp->inp_ppcb = NULL;
958         soisdisconnected(so);
959         /*
960          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
961          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
962          * for each protocol thread and must be removed in the context of
963          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
964          * through the cpus.
965          *
966          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
967          * the any hashes still present for this inp.
968          */
969 #ifdef SMP
970         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
971                 struct netmsg_remwildcard *msg;
972
973                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
974                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
975                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
976                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
977                             in_pcbremwildcardhash_handler);
978 #ifdef INET6
979                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
980 #endif
981                 msg->nm_inp = inp;
982                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
983                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
984         } else
985 #endif
986         {
987                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
988 #ifdef INET6
989                 if (isafinet6)
990                         in6_pcbdetach(inp);
991                 else
992 #endif
993                         in_pcbdetach(inp);
994         }
995         tcpstat.tcps_closed++;
996         return (NULL);
997 }
998
999 static __inline void
1000 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1001 {
1002         struct inpcb *inpb;
1003         struct tcpcb *tcpb;
1004         struct tseg_qent *te;
1005
1006         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1007                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1008                         continue;
1009                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1010                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1011                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1012                                 m_freem(te->tqe_m);
1013                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1014                                 tcp_reass_qsize--;
1015                         }
1016                 }
1017         }
1018 }
1019
1020 #ifdef SMP
1021 struct netmsg_tcp_drain {
1022         struct netmsg           nm_netmsg;
1023         struct inpcbhead        *nm_head;
1024 };
1025
1026 static void
1027 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1028 {
1029         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1030
1031         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1032         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1033 }
1034 #endif
1035
1036 void
1037 tcp_drain(void)
1038 {
1039 #ifdef SMP
1040         int cpu;
1041 #endif
1042
1043         if (!do_tcpdrain)
1044                 return;
1045
1046         /*
1047          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1048          * if there is one...
1049          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1050          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1051          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1052          *      useful.
1053          */
1054 #ifdef SMP
1055         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1056                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1057
1058                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1059                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1060                 } else {
1061                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1062                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1063                         if (msg == NULL)
1064                                 continue;
1065                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1066                                     tcp_drain_handler);
1067                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1068                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1069                 }
1070         }
1071 #else
1072         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1073 #endif
1074 }
1075
1076 /*
1077  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1078  * store error as soft error, but wake up user
1079  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1080  *
1081  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1082  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1083  */
1084 static void
1085 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1086 {
1087         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1088
1089         /*
1090          * Ignore some errors if we are hooked up.
1091          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1092          * and receives a second error, give up now.  This is better
1093          * than waiting a long time to establish a connection that
1094          * can never complete.
1095          */
1096         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1097              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1098               error == EHOSTDOWN)) {
1099                 return;
1100         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1101             tp->t_softerror)
1102                 tcp_drop(tp, error);
1103         else
1104                 tp->t_softerror = error;
1105 #if 0
1106         wakeup(&so->so_timeo);
1107         sorwakeup(so);
1108         sowwakeup(so);
1109 #endif
1110 }
1111
1112 static int
1113 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1114 {
1115         int error, i, n;
1116         struct inpcb *marker;
1117         struct inpcb *inp;
1118         inp_gen_t gencnt;
1119         globaldata_t gd;
1120         int origcpu, ccpu;
1121
1122         error = 0;
1123         n = 0;
1124
1125         /*
1126          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1127          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1128          */
1129         if (req->oldptr == NULL) {
1130                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1131                         gd = globaldata_find(ccpu);
1132                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1133                 }
1134                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1135                 return (0);
1136         }
1137
1138         if (req->newptr != NULL)
1139                 return (EPERM);
1140
1141         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1142         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1143
1144         /*
1145          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1146          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1147          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1148          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1149          * cpu to avoid races).
1150          */
1151         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1152         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1153                 globaldata_t rgd;
1154                 caddr_t inp_ppcb;
1155                 struct xtcpcb xt;
1156                 int cpu_id;
1157
1158                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1159                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1160                         continue;
1161                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1162                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1163
1164                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1165                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1166
1167                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1168                 i = 0;
1169                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1170                         /*
1171                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1172                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1173                          */
1174                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1175                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1176
1177                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1178                                 continue;
1179                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1180                                 continue;
1181                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1182                                 continue;
1183
1184                         xt.xt_len = sizeof xt;
1185                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1186                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1187                         if (inp_ppcb != NULL)
1188                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1189                         else
1190                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1191                         if (inp->inp_socket)
1192                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1193                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1194                                 break;
1195                         ++i;
1196                 }
1197                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1198                 if (error == 0 && i < n) {
1199                         bzero(&xt, sizeof xt);
1200                         xt.xt_len = sizeof xt;
1201                         while (i < n) {
1202                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1203                                 if (error)
1204                                         break;
1205                                 ++i;
1206                         }
1207                 }
1208         }
1209
1210         /*
1211          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1212          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1213          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1214          * on a different cpu.
1215          */
1216         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1217         kfree(marker, M_TEMP);
1218         return (error);
1219 }
1220
1221 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1222             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1223
1224 static int
1225 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1226 {
1227         struct sockaddr_in addrs[2];
1228         struct inpcb *inp;
1229         int cpu;
1230         int error;
1231
1232         error = suser(req->td);
1233         if (error != 0)
1234                 return (error);
1235         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1236         if (error != 0)
1237                 return (error);
1238         crit_enter();
1239         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1240             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1241         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1242             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1243         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1244                 error = ENOENT;
1245                 goto out;
1246         }
1247         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1248 out:
1249         crit_exit();
1250         return (error);
1251 }
1252
1253 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1254     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1255
1256 #ifdef INET6
1257 static int
1258 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1259 {
1260         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1261         struct inpcb *inp;
1262         int error;
1263         boolean_t mapped = FALSE;
1264
1265         error = suser(req->td);
1266         if (error != 0)
1267                 return (error);
1268         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1269         if (error != 0)
1270                 return (error);
1271         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1272                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1273                         mapped = TRUE;
1274                 else
1275                         return (EINVAL);
1276         }
1277         crit_enter();
1278         if (mapped) {
1279                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1280                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1281                     addrs[1].sin6_port,
1282                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1283                     addrs[0].sin6_port,
1284                     0, NULL);
1285         } else {
1286                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1287                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1288                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1289                     0, NULL);
1290         }
1291         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1292                 error = ENOENT;
1293                 goto out;
1294         }
1295         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1296 out:
1297         crit_exit();
1298         return (error);
1299 }
1300
1301 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1302             0, 0,
1303             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1304 #endif
1305
1306 void
1307 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1308 {
1309         struct ip *ip = vip;
1310         struct tcphdr *th;
1311         struct in_addr faddr;
1312         struct inpcb *inp;
1313         struct tcpcb *tp;
1314         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1315         tcp_seq icmpseq;
1316         int arg, cpu;
1317
1318         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1319                 return;
1320         }
1321
1322         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1323         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1324                 return;
1325
1326         arg = inetctlerrmap[cmd];
1327         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1328                 notify = tcp_quench;
1329         } else if (icmp_may_rst &&
1330                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1331                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1332                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1333                    ip != NULL) {
1334                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1335         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1336                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1337                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1338
1339                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1340                 notify = tcp_mtudisc;
1341         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1342                 ip = NULL;
1343                 notify = in_rtchange;
1344         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1345                 ip = NULL;
1346         }
1347
1348         if (ip != NULL) {
1349                 crit_enter();
1350                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1351                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1352                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1353                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1354                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1355                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1356                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1357                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1358                         tp = intotcpcb(inp);
1359                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1360                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1361                                 (*notify)(inp, arg);
1362                 } else {
1363                         struct in_conninfo inc;
1364
1365                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1366                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1367                         inc.inc_faddr = faddr;
1368                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1369 #ifdef INET6
1370                         inc.inc_isipv6 = 0;
1371 #endif
1372                         syncache_unreach(&inc, th);
1373                 }
1374                 crit_exit();
1375         } else {
1376                 for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1377                         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[cpu].pcblisthead, faddr, arg,
1378                                         notify);
1379                 }
1380         }
1381 }
1382
1383 #ifdef INET6
1384 void
1385 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1386 {
1387         struct tcphdr th;
1388         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1389         struct ip6_hdr *ip6;
1390         struct mbuf *m;
1391         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1392         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1393         int off;
1394         struct tcp_portonly {
1395                 u_int16_t th_sport;
1396                 u_int16_t th_dport;
1397         } *thp;
1398         int arg;
1399
1400         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1401             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1402                 return;
1403
1404         arg = 0;
1405         if (cmd == PRC_QUENCH)
1406                 notify = tcp_quench;
1407         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1408                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1409                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1410
1411                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1412                 notify = tcp_mtudisc;
1413         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1414                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1415                 return;
1416         }
1417
1418         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1419         if (d != NULL) {
1420                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1421                 m = ip6cp->ip6c_m;
1422                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1423                 off = ip6cp->ip6c_off;
1424                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1425         } else {
1426                 m = NULL;
1427                 ip6 = NULL;
1428                 off = 0;        /* fool gcc */
1429                 sa6_src = &sa6_any;
1430         }
1431
1432         if (ip6 != NULL) {
1433                 struct in_conninfo inc;
1434                 /*
1435                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1436                  * M and OFF are valid.
1437                  */
1438
1439                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1440                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1441                         return;
1442
1443                 bzero(&th, sizeof th);
1444                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1445
1446                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1447                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1448                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1449
1450                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1451                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1452                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1453                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1454                 inc.inc_isipv6 = 1;
1455                 syncache_unreach(&inc, &th);
1456         } else
1457                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1458                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1459 }
1460 #endif
1461
1462 /*
1463  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1464  *
1465  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1466  * 1.  In SYN-ACK packets.
1467  * 2.  In SYN packets.
1468  *
1469  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1470  * tcp_syncache.c for details.
1471  *
1472  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1473  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1474  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1475  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1476  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1477  *
1478  * Implementation details:
1479  *
1480  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1481  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1482  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1483  * before rollover.
1484  *
1485  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1486  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1487  * as reseeding should not be necessary.
1488  *
1489  */
1490
1491 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1492
1493 u_char isn_secret[32];
1494 int isn_last_reseed;
1495 MD5_CTX isn_ctx;
1496
1497 tcp_seq
1498 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1499 {
1500         u_int32_t md5_buffer[4];
1501         tcp_seq new_isn;
1502
1503         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1504         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1505              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1506                 < (u_int)ticks))) {
1507                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1508                 isn_last_reseed = ticks;
1509         }
1510
1511         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1512         MD5Init(&isn_ctx);
1513         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1514         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1515 #ifdef INET6
1516         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1517                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1518                           sizeof(struct in6_addr));
1519                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1520                           sizeof(struct in6_addr));
1521         } else
1522 #endif
1523         {
1524                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1525                           sizeof(struct in_addr));
1526                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1527                           sizeof(struct in_addr));
1528         }
1529         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1530         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1531         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1532         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1533         return (new_isn);
1534 }
1535
1536 /*
1537  * When a source quench is received, close congestion window
1538  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1539  */
1540 void
1541 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1542 {
1543         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1544
1545         if (tp != NULL) {
1546                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1547                 tp->snd_wacked = 0;
1548         }
1549 }
1550
1551 /*
1552  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1553  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1554  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1555  */
1556 void
1557 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1558 {
1559         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1560
1561         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1562                 tcp_drop(tp, error);
1563 }
1564
1565 /*
1566  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1567  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1568  * since we know the packet we just sent was dropped.
1569  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1570  */
1571 void
1572 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1573 {
1574         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1575         struct rtentry *rt;
1576         struct socket *so = inp->inp_socket;
1577         int maxopd, mss;
1578 #ifdef INET6
1579         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1580 #else
1581         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1582 #endif
1583
1584         if (tp == NULL)
1585                 return;
1586
1587         /*
1588          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1589          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1590          */
1591         if (mtu == 0) {
1592                 int oldmtu;
1593
1594                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1595                     (isipv6 ?
1596                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1597                      sizeof(struct tcpiphdr));
1598                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1599         }
1600
1601         if (isipv6)
1602                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1603         else
1604                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1605         if (rt != NULL) {
1606                 struct rmxp_tao *taop = rmx_taop(rt->rt_rmx);
1607
1608                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1609                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1610
1611                 maxopd = mtu -
1612                     (isipv6 ?
1613                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1614                      sizeof(struct tcpiphdr));
1615
1616                 /*
1617                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1618                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1619                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1620                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1621                  * never actually take place, because the conservative
1622                  * default is much less than the MTUs typically seen
1623                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1624                  * this under the carpet.
1625                  *
1626                  * The conservative default might not actually be a problem
1627                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1628                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1629                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1630                  * will get recorded and the new parameters should get
1631                  * recomputed.  For Further Study.
1632                  */
1633                 if (taop->tao_mssopt != 0 && taop->tao_mssopt < maxopd)
1634                         maxopd = taop->tao_mssopt;
1635         } else
1636                 maxopd = mtu -
1637                     (isipv6 ?
1638                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1639                      sizeof(struct tcpiphdr));
1640
1641         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1642                 return;
1643         tp->t_maxopd = maxopd;
1644
1645         mss = maxopd;
1646         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1647                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1648                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1649
1650         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC | TF_NOOPT)) ==
1651                            (TF_REQ_CC | TF_RCVD_CC))
1652                 mss -= TCPOLEN_CC_APPA;
1653
1654         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1655 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1656         if (mss > MCLBYTES)
1657                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1658 #else
1659         if (mss > MCLBYTES)
1660                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1661 #endif
1662
1663         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1664                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1665
1666         tp->t_maxseg = mss;
1667         tp->t_rtttime = 0;
1668         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1669         tcp_output(tp);
1670         tcpstat.tcps_mturesent++;
1671 }
1672
1673 /*
1674  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1675  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1676  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1677  * to get the interface MTU.
1678  */
1679 struct rtentry *
1680 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1681 {
1682         struct route *ro = &inc->inc_route;
1683
1684         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1685                 /* No route yet, so try to acquire one */
1686                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1687                         /*
1688                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1689                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1690                          */
1691                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1692                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1693                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1694                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1695                             inc->inc_faddr;
1696                         rtalloc(ro);
1697                 }
1698         }
1699         return (ro->ro_rt);
1700 }
1701
1702 #ifdef INET6
1703 struct rtentry *
1704 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1705 {
1706         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1707
1708         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1709                 /* No route yet, so try to acquire one */
1710                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1711                         /*
1712                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1713                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1714                          */
1715                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1716                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1717                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1718                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1719                         rtalloc((struct route *)ro6);
1720                 }
1721         }
1722         return (ro6->ro_rt);
1723 }
1724 #endif
1725
1726 #ifdef IPSEC
1727 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1728 size_t
1729 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1730 {
1731         struct inpcb *inp;
1732         struct mbuf *m;
1733         size_t hdrsiz;
1734         struct ip *ip;
1735         struct tcphdr *th;
1736
1737         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1738                 return (0);
1739         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1740         if (!m)
1741                 return (0);
1742
1743 #ifdef INET6
1744         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1745                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1746
1747                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1748                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1749                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1750                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1751                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1752         } else
1753 #endif
1754         {
1755                 ip = mtod(m, struct ip *);
1756                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1757                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1758                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1759                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1760         }
1761
1762         m_free(m);
1763         return (hdrsiz);
1764 }
1765 #endif
1766
1767 /*
1768  * Return a pointer to the cached information about the remote host.
1769  * The cached information is stored in the protocol specific part of
1770  * the route metrics.
1771  */
1772 struct rmxp_tao *
1773 tcp_gettaocache(struct in_conninfo *inc)
1774 {
1775         struct rtentry *rt;
1776
1777 #ifdef INET6
1778         if (inc->inc_isipv6)
1779                 rt = tcp_rtlookup6(inc);
1780         else
1781 #endif
1782                 rt = tcp_rtlookup(inc);
1783
1784         /* Make sure this is a host route and is up. */
1785         if (rt == NULL ||
1786             (rt->rt_flags & (RTF_UP | RTF_HOST)) != (RTF_UP | RTF_HOST))
1787                 return (NULL);
1788
1789         return (rmx_taop(rt->rt_rmx));
1790 }
1791
1792 /*
1793  * Clear all the TAO cache entries, called from tcp_init.
1794  *
1795  * XXX
1796  * This routine is just an empty one, because we assume that the routing
1797  * routing tables are initialized at the same time when TCP, so there is
1798  * nothing in the cache left over.
1799  */
1800 static void
1801 tcp_cleartaocache(void)
1802 {
1803 }
1804
1805 /*
1806  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1807  *
1808  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1809  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1810  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1811  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1812  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1813  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1814  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1815  * side of the connection.
1816  *
1817  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1818  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1819  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1820  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1821  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1822  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1823  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1824  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1825  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1826  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1827  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1828  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1829  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1830  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1831  * resources.
1832  *
1833  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1834  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1835  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1836  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1837  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1838  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1839  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1840  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1841  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1842  * implementing the same algorithm.
1843  *
1844  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1845  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1846  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1847  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1848  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1849  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1850  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1851  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1852  * which to extend the algorithm.
1853  */
1854 void
1855 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1856 {
1857         u_long bw;
1858         u_long bwnd;
1859         int save_ticks;
1860         int delta_ticks;
1861
1862         /*
1863          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1864          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1865          */
1866         if (!tcp_inflight_enable) {
1867                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1868                 tp->snd_bandwidth = 0;
1869                 return;
1870         }
1871
1872         /*
1873          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1874          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1875          */
1876         save_ticks = ticks;
1877         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1878         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1879                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1880                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1881                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1882                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1883                 return;
1884         }
1885         if (delta_ticks == 0)
1886                 return;
1887
1888         /*
1889          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1890          */
1891         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1892                 return;
1893
1894         /*
1895          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1896          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1897          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1898          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1899          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1900          * increases.
1901          */
1902         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1903         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1904         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1905         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1906
1907         tp->snd_bandwidth = bw;
1908
1909         /*
1910          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1911          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1912          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1913          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1914          *
1915          * Situations Handled:
1916          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1917          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1918          *          specified, and also does a good job preventing
1919          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1920          *          (at least for the transmit side).
1921          *
1922          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1923          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1924          *          increases).
1925          *
1926          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1927          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1928          *          a little work).
1929          *
1930          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
1931          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1932          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1933          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1934          *          choice.
1935          */
1936
1937 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
1938         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
1939                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
1940 #undef USERTT
1941
1942         if (tcp_inflight_debug > 0) {
1943                 static int ltime;
1944                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
1945                         ltime = ticks;
1946                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
1947                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
1948                 }
1949         }
1950         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
1951                 bwnd = tcp_inflight_min;
1952         if (bwnd > tcp_inflight_max)
1953                 bwnd = tcp_inflight_max;
1954         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
1955                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
1956         tp->snd_bwnd = bwnd;
1957 }