99f96c070c5c55a12aa095e752c7267caa96c24c
[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 <machine/smp.h>
146
147 #include <sys/msgport2.h>
148 #include <sys/mplock2.h>
149 #include <net/netmsg2.h>
150
151 #if !defined(KTR_TCP)
152 #define KTR_TCP         KTR_ALL
153 #endif
154 KTR_INFO_MASTER(tcp);
155 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, rxmsg, 0, "tcp getmsg", 0);
156 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, wait, 1, "tcp waitmsg", 0);
157 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, delayed, 2, "tcp execute delayed ops", 0);
158 #define logtcp(name)    KTR_LOG(tcp_ ## name)
159
160 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
161 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
162
163 int tcp_mpsafe_proto = 0;
164 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_proto", &tcp_mpsafe_proto);
165
166 static int tcp_mpsafe_thread = NETMSG_SERVICE_ADAPTIVE;
167 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_thread", &tcp_mpsafe_thread);
168 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, mpsafe_thread, CTLFLAG_RW,
169            &tcp_mpsafe_thread, 0,
170            "0:BGL, 1:Adaptive BGL, 2:No BGL(experimental)");
171
172 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
173 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
174     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
175
176 #ifdef INET6
177 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
178 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
179     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
180 #endif
181
182 /*
183  * Minimum MSS we accept and use. This prevents DoS attacks where
184  * we are forced to a ridiculous low MSS like 20 and send hundreds
185  * of packets instead of one. The effect scales with the available
186  * bandwidth and quickly saturates the CPU and network interface
187  * with packet generation and sending. Set to zero to disable MINMSS
188  * checking. This setting prevents us from sending too small packets.
189  */
190 int tcp_minmss = TCP_MINMSS;
191 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, minmss, CTLFLAG_RW,
192     &tcp_minmss , 0, "Minmum TCP Maximum Segment Size");
193
194 #if 0
195 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
196 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
197     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
198 #endif
199
200 int tcp_do_rfc1323 = 1;
201 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
202     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
203
204 static int tcp_tcbhashsize = 0;
205 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
206      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
207
208 static int do_tcpdrain = 1;
209 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
210      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
211
212 /* XXX JH */
213 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD,
214     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
215
216 static int icmp_may_rst = 1;
217 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
218     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
219
220 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
221 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
222     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
223
224 /*
225  * TCP bandwidth limiting sysctls.  The inflight limiter is now turned on
226  * by default, but with generous values which should allow maximal
227  * bandwidth.  In particular, the slop defaults to 50 (5 packets).
228  *
229  * The reason for doing this is that the limiter is the only mechanism we
230  * have which seems to do a really good job preventing receiver RX rings
231  * on network interfaces from getting blown out.  Even though GigE/10GigE
232  * is supposed to flow control it looks like either it doesn't actually
233  * do it or Open Source drivers do not properly enable it.
234  *
235  * People using the limiter to reduce bottlenecks on slower WAN connections
236  * should set the slop to 20 (2 packets).
237  */
238 static int tcp_inflight_enable = 1;
239 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
240     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
241
242 static int tcp_inflight_debug = 0;
243 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
244     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
245
246 static int tcp_inflight_min = 6144;
247 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
248     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
249
250 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
251 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
252     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
253
254 static int tcp_inflight_stab = 50;
255 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
256     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 3 packets)");
257
258 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
259 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
260
261 static void tcp_willblock(int);
262 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
263
264 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
265 #ifdef SMP
266 static int
267 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
268 {
269         int cpu, error = 0;
270
271         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
272                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
273                                         sizeof(struct tcp_stats))))
274                         break;
275                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
276                                        sizeof(struct tcp_stats))))
277                         break;
278         }
279
280         return (error);
281 }
282 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
283     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
284 #else
285 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
286     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
287 #endif
288
289 /*
290  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
291  *
292  * Note that this can be overridden by the kernel environment
293  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
294  */
295 #ifndef TCBHASHSIZE
296 #define TCBHASHSIZE     512
297 #endif
298
299 /*
300  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
301  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
302  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
303  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
304  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
305  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
306  */
307 #define ALIGNMENT       32
308 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
309 struct  inp_tp {
310         union {
311                 struct  inpcb inp;
312                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
313         } inp_tp_u;
314         struct  tcpcb tcb;
315         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
316         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
317         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
318         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
319         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
320         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
321 };
322 #undef ALIGNMENT
323 #undef ALIGNM1
324
325 /*
326  * Tcp initialization
327  */
328 void
329 tcp_init(void)
330 {
331         struct inpcbporthead *porthashbase;
332         u_long porthashmask;
333         struct vm_zone *ipi_zone;
334         int hashsize = TCBHASHSIZE;
335         int cpu;
336
337         /*
338          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
339          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
340          */
341         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
342                     25, -1, 0, NULL);
343
344         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
345         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
346         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
347         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
348         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
349         tcp_msl = TCPTV_MSL;
350         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
351         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
352
353         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
354         if (!powerof2(hashsize)) {
355                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
356                 hashsize = 512; /* safe default */
357         }
358         tcp_tcbhashsize = hashsize;
359         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
360         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
361                          ZONE_INTERRUPT, 0);
362
363         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
364                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
365                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
366                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
367                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
368                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
369                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
370                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
371                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
372                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
373                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
374         }
375
376         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
377         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
378
379 #ifdef INET6
380 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
381 #else
382 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
383 #endif
384         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
385                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
386         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
387                 panic("tcp_init");
388 #undef TCP_MINPROTOHDR
389
390         /*
391          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
392          */
393 #ifdef SMP
394         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
395                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
396         }
397 #else
398         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
399 #endif
400
401         syncache_init();
402         tcp_thread_init();
403 }
404
405 void
406 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
407 {
408         struct netmsg *msg;
409         int mplocked;
410
411         /*
412          * Thread was started with TDF_MPSAFE
413          */
414         mplocked = 0;
415
416         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
417                 do {
418                         logtcp(rxmsg);
419                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
420                                                   mplocked);
421                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
422
423                 logtcp(delayed);
424                 tcp_willblock(mplocked);
425                 logtcp(wait);
426         }
427 }
428
429 static void
430 tcp_willblock(int mplocked)
431 {
432         struct tcpcb *tp;
433         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
434         int unlock = 0;
435
436         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
437                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
438                         return;
439
440                 get_mplock();
441                 mplocked = 1;
442                 unlock = 1;
443         }
444
445         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
446                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
447                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
448                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
449                 tcp_output(tp);
450         }
451
452         if (unlock)
453                 rel_mplock();
454 }
455
456
457 /*
458  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
459  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
460  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
461  */
462 void
463 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
464 {
465         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
466         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
467
468 #ifdef INET6
469         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
470                 struct ip6_hdr *ip6;
471
472                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
473                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
474                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
475                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
476                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
477                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
478                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
479                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
480                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
481                 tcp_hdr->th_sum = 0;
482         } else
483 #endif
484         {
485                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
486
487                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
488                 ip->ip_tos = 0;
489                 ip->ip_len = 0;
490                 ip->ip_id = 0;
491                 ip->ip_off = 0;
492                 ip->ip_ttl = 0;
493                 ip->ip_sum = 0;
494                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
495                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
496                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
497                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
498                                     ip->ip_dst.s_addr,
499                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
500         }
501
502         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
503         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
504         tcp_hdr->th_seq = 0;
505         tcp_hdr->th_ack = 0;
506         tcp_hdr->th_x2 = 0;
507         tcp_hdr->th_off = 5;
508         tcp_hdr->th_flags = 0;
509         tcp_hdr->th_win = 0;
510         tcp_hdr->th_urp = 0;
511 }
512
513 /*
514  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
515  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
516  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
517  */
518 struct tcptemp *
519 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
520 {
521         struct tcptemp *tmp;
522
523         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
524                 return (NULL);
525         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
526         return (tmp);
527 }
528
529 void
530 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
531 {
532         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
533 }
534
535 /*
536  * Send a single message to the TCP at address specified by
537  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
538  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
539  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
540  * template for a connection.  If flags are given then we send
541  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
542  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
543  *
544  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
545  * segment are as specified by the parameters.
546  *
547  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
548  */
549 void
550 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
551             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
552 {
553         int tlen;
554         int win = 0;
555         struct route *ro = NULL;
556         struct route sro;
557         struct ip *ip = ipgen;
558         struct tcphdr *nth;
559         int ipflags = 0;
560         struct route_in6 *ro6 = NULL;
561         struct route_in6 sro6;
562         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
563         boolean_t use_tmpro = TRUE;
564 #ifdef INET6
565         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
566 #else
567         const boolean_t isipv6 = FALSE;
568 #endif
569
570         if (tp != NULL) {
571                 if (!(flags & TH_RST)) {
572                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
573                         if (win < 0)
574                                 win = 0;
575                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
576                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
577                 }
578                 /*
579                  * Don't use the route cache of a listen socket,
580                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
581                  */
582                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
583                         if (isipv6)
584                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
585                         else
586                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
587                         use_tmpro = FALSE;
588                 }
589         }
590         if (use_tmpro) {
591                 if (isipv6) {
592                         ro6 = &sro6;
593                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
594                 } else {
595                         ro = &sro;
596                         bzero(ro, sizeof *ro);
597                 }
598         }
599         if (m == NULL) {
600                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
601                 if (m == NULL)
602                         return;
603                 tlen = 0;
604                 m->m_data += max_linkhdr;
605                 if (isipv6) {
606                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
607                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
608                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
609                 } else {
610                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
611                         ip = mtod(m, struct ip *);
612                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
613                 }
614                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
615                 flags = TH_ACK;
616         } else {
617                 m_freem(m->m_next);
618                 m->m_next = NULL;
619                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
620                 /* m_len is set later */
621                 tlen = 0;
622 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
623                 if (isipv6) {
624                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
625                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
626                 } else {
627                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
628                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
629                 }
630                 if (th != nth) {
631                         /*
632                          * this is usually a case when an extension header
633                          * exists between the IPv6 header and the
634                          * TCP header.
635                          */
636                         nth->th_sport = th->th_sport;
637                         nth->th_dport = th->th_dport;
638                 }
639                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
640 #undef xchg
641         }
642         if (isipv6) {
643                 ip6->ip6_flow = 0;
644                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
645                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
646                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
647                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
648         } else {
649                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
650                 ip->ip_len = tlen;
651                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
652         }
653         m->m_len = tlen;
654         m->m_pkthdr.len = tlen;
655         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
656         nth->th_seq = htonl(seq);
657         nth->th_ack = htonl(ack);
658         nth->th_x2 = 0;
659         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
660         nth->th_flags = flags;
661         if (tp != NULL)
662                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
663         else
664                 nth->th_win = htons((u_short)win);
665         nth->th_urp = 0;
666         if (isipv6) {
667                 nth->th_sum = 0;
668                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
669                                         sizeof(struct ip6_hdr),
670                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
671                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
672                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
673                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
674         } else {
675                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
676                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
677                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
678                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
679         }
680 #ifdef TCPDEBUG
681         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
682                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
683 #endif
684         if (isipv6) {
685                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
686                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
687                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
688                         RTFREE(ro6->ro_rt);
689                         ro6->ro_rt = NULL;
690                 }
691         } else {
692                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
693                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
694                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
695                         RTFREE(ro->ro_rt);
696                         ro->ro_rt = NULL;
697                 }
698         }
699 }
700
701 /*
702  * Create a new TCP control block, making an
703  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
704  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
705  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
706  */
707 struct tcpcb *
708 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
709 {
710         struct inp_tp *it;
711         struct tcpcb *tp;
712 #ifdef INET6
713         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
714 #else
715         const boolean_t isipv6 = FALSE;
716 #endif
717
718         it = (struct inp_tp *)inp;
719         tp = &it->tcb;
720         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
721         LIST_INIT(&tp->t_segq);
722         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
723
724         /* Set up our timeouts. */
725         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
726         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
727         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
728         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
729         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
730         tcp_inittimers(tp);
731
732         /*
733          * Zero out timer message.  We don't create it here,
734          * since the current CPU may not be the owner of this
735          * inpcb.
736          */
737         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
738         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
739
740         if (tcp_do_rfc1323)
741                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
742         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
743         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
744         /*
745          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
746          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
747          * reasonable initial retransmit time.
748          */
749         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
750         tp->t_rttvar =
751             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
752         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
753         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
754         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
755         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
756         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
757         tp->t_rcvtime = ticks;
758         /*
759          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
760          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
761          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
762          */
763         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
764         inp->inp_ppcb = tp;
765         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
766         return (tp);            /* XXX */
767 }
768
769 /*
770  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
771  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
772  */
773 struct tcpcb *
774 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
775 {
776         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
777
778         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
779                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
780                 tcp_output(tp);
781                 tcpstat.tcps_drops++;
782         } else
783                 tcpstat.tcps_conndrops++;
784         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
785                 error = tp->t_softerror;
786         so->so_error = error;
787         return (tcp_close(tp));
788 }
789
790 #ifdef SMP
791
792 struct netmsg_remwildcard {
793         struct netmsg           nm_netmsg;
794         struct inpcb            *nm_inp;
795         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
796 #if defined(INET6)
797         int                     nm_isinet6;
798 #else
799         int                     nm_unused01;
800 #endif
801 };
802
803 /*
804  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
805  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
806  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
807  */
808 static void
809 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
810 {
811         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
812         int cpu;
813
814         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
815
816         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
817                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
818 #ifdef INET6
819                 if (msg->nm_isinet6)
820                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
821                 else
822 #endif
823                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
824                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
825         } else {
826                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
827                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
828                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
829                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
830         }
831 }
832
833 #endif
834
835 /*
836  * Close a TCP control block:
837  *      discard all space held by the tcp
838  *      discard internet protocol block
839  *      wake up any sleepers
840  */
841 struct tcpcb *
842 tcp_close(struct tcpcb *tp)
843 {
844         struct tseg_qent *q;
845         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
846         struct socket *so = inp->inp_socket;
847         struct rtentry *rt;
848         boolean_t dosavessthresh;
849 #ifdef SMP
850         int cpu;
851 #endif
852 #ifdef INET6
853         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
854         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
855 #else
856         const boolean_t isipv6 = FALSE;
857 #endif
858
859         /*
860          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
861          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
862          * messing with it, though it should be noted that this change may
863          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
864          * hash removal.
865          *
866          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
867          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
868          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
869          */
870         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
871         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
872
873         /*
874          * Make sure that all of our timers are stopped before we
875          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
876          * timers are never used.  If timer message is never created
877          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
878          */
879         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
880                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
881                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
882                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
883                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
884                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
885         }
886
887         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
888                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
889                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
890                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
891         }
892
893         /*
894          * If we got enough samples through the srtt filter,
895          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
896          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
897          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
898          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
899          * we could save a very bogus rtt.
900          *
901          * Don't update the default route's characteristics and don't
902          * update anything that the user "locked".
903          */
904         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
905                 u_long i = 0;
906
907                 if (isipv6) {
908                         struct sockaddr_in6 *sin6;
909
910                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
911                                 goto no_valid_rt;
912                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
913                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
914                                 goto no_valid_rt;
915                 } else
916                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
917                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
918                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
919                                 goto no_valid_rt;
920
921                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
922                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
923                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
924                                 /*
925                                  * filter this update to half the old & half
926                                  * the new values, converting scale.
927                                  * See route.h and tcp_var.h for a
928                                  * description of the scaling constants.
929                                  */
930                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
931                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
932                         else
933                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
934                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
935                 }
936                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
937                         i = tp->t_rttvar *
938                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
939                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
940                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
941                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
942                         else
943                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
944                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
945                 }
946                 /*
947                  * The old comment here said:
948                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
949                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
950                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
951                  * before we start updating, then update on both good
952                  * and bad news.
953                  *
954                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
955                  * specified explicitly in the route, because such
956                  * connections still have an implicit pipesize specified
957                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
958                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
959                  */
960                 i = tp->snd_ssthresh;
961                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
962                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
963                 else
964                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
965                 if (dosavessthresh ||
966                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
967                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
968                         /*
969                          * convert the limit from user data bytes to
970                          * packets then to packet data bytes.
971                          */
972                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
973                         if (i < 2)
974                                 i = 2;
975                         i *= tp->t_maxseg +
976                              (isipv6 ?
977                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
978                               sizeof(struct tcpiphdr));
979                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
980                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
981                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
982                         else
983                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
984                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
985                 }
986         }
987
988 no_valid_rt:
989         /* free the reassembly queue, if any */
990         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
991                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
992                 m_freem(q->tqe_m);
993                 FREE(q, M_TSEGQ);
994                 tcp_reass_qsize--;
995         }
996         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
997         if (TCP_DO_SACK(tp))
998                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
999
1000         inp->inp_ppcb = NULL;
1001         soisdisconnected(so);
1002
1003         tcp_destroy_timermsg(tp);
1004
1005         /*
1006          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
1007          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
1008          * for each protocol thread and must be removed in the context of
1009          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
1010          * through the cpus.
1011          *
1012          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
1013          * the any hashes still present for this inp.
1014          */
1015 #ifdef SMP
1016         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
1017                 struct netmsg_remwildcard *msg;
1018
1019                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
1020                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
1021                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1022                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, NULL, &netisr_afree_rport,
1023                             0, in_pcbremwildcardhash_handler);
1024 #ifdef INET6
1025                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
1026 #endif
1027                 msg->nm_inp = inp;
1028                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
1029                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1030         } else
1031 #endif
1032         {
1033                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
1034 #ifdef INET6
1035                 if (isafinet6)
1036                         in6_pcbdetach(inp);
1037                 else
1038 #endif
1039                         in_pcbdetach(inp);
1040         }
1041         tcpstat.tcps_closed++;
1042         return (NULL);
1043 }
1044
1045 static __inline void
1046 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1047 {
1048         struct inpcb *inpb;
1049         struct tcpcb *tcpb;
1050         struct tseg_qent *te;
1051
1052         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1053                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1054                         continue;
1055                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1056                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1057                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1058                                 m_freem(te->tqe_m);
1059                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1060                                 tcp_reass_qsize--;
1061                         }
1062                 }
1063         }
1064 }
1065
1066 #ifdef SMP
1067 struct netmsg_tcp_drain {
1068         struct netmsg           nm_netmsg;
1069         struct inpcbhead        *nm_head;
1070 };
1071
1072 static void
1073 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1074 {
1075         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1076
1077         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1078         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1079 }
1080 #endif
1081
1082 void
1083 tcp_drain(void)
1084 {
1085 #ifdef SMP
1086         int cpu;
1087 #endif
1088
1089         if (!do_tcpdrain)
1090                 return;
1091
1092         /*
1093          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1094          * if there is one...
1095          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1096          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1097          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1098          *      useful.
1099          */
1100 #ifdef SMP
1101         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1102                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1103
1104                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1105                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1106                 } else {
1107                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1108                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1109                         if (msg == NULL)
1110                                 continue;
1111                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, NULL, &netisr_afree_rport,
1112                                     0, tcp_drain_handler);
1113                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1114                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1115                 }
1116         }
1117 #else
1118         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1119 #endif
1120 }
1121
1122 /*
1123  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1124  * store error as soft error, but wake up user
1125  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1126  *
1127  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1128  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1129  */
1130 static void
1131 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1132 {
1133         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1134
1135         /*
1136          * Ignore some errors if we are hooked up.
1137          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1138          * and receives a second error, give up now.  This is better
1139          * than waiting a long time to establish a connection that
1140          * can never complete.
1141          */
1142         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1143              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1144               error == EHOSTDOWN)) {
1145                 return;
1146         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1147             tp->t_softerror)
1148                 tcp_drop(tp, error);
1149         else
1150                 tp->t_softerror = error;
1151 #if 0
1152         wakeup(&so->so_timeo);
1153         sorwakeup(so);
1154         sowwakeup(so);
1155 #endif
1156 }
1157
1158 static int
1159 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1160 {
1161         int error, i, n;
1162         struct inpcb *marker;
1163         struct inpcb *inp;
1164         inp_gen_t gencnt;
1165         globaldata_t gd;
1166         int origcpu, ccpu;
1167
1168         error = 0;
1169         n = 0;
1170
1171         /*
1172          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1173          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1174          */
1175         if (req->oldptr == NULL) {
1176                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1177                         gd = globaldata_find(ccpu);
1178                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1179                 }
1180                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1181                 return (0);
1182         }
1183
1184         if (req->newptr != NULL)
1185                 return (EPERM);
1186
1187         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1188         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1189
1190         /*
1191          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1192          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1193          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1194          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1195          * cpu to avoid races).
1196          */
1197         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1198         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1199                 globaldata_t rgd;
1200                 caddr_t inp_ppcb;
1201                 struct xtcpcb xt;
1202                 int cpu_id;
1203
1204                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1205                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1206                         continue;
1207                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1208                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1209
1210                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1211                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1212
1213                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1214                 i = 0;
1215                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1216                         /*
1217                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1218                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1219                          */
1220                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1221                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1222
1223                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1224                                 continue;
1225                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1226                                 continue;
1227                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1228                                 continue;
1229
1230                         xt.xt_len = sizeof xt;
1231                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1232                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1233                         if (inp_ppcb != NULL)
1234                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1235                         else
1236                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1237                         if (inp->inp_socket)
1238                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1239                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1240                                 break;
1241                         ++i;
1242                 }
1243                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1244                 if (error == 0 && i < n) {
1245                         bzero(&xt, sizeof xt);
1246                         xt.xt_len = sizeof xt;
1247                         while (i < n) {
1248                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1249                                 if (error)
1250                                         break;
1251                                 ++i;
1252                         }
1253                 }
1254         }
1255
1256         /*
1257          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1258          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1259          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1260          * on a different cpu.
1261          */
1262         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1263         kfree(marker, M_TEMP);
1264         return (error);
1265 }
1266
1267 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1268             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1269
1270 static int
1271 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1272 {
1273         struct sockaddr_in addrs[2];
1274         struct inpcb *inp;
1275         int cpu;
1276         int error;
1277
1278         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1279         if (error != 0)
1280                 return (error);
1281         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1282         if (error != 0)
1283                 return (error);
1284         crit_enter();
1285         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1286             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1287         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1288             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1289         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1290                 error = ENOENT;
1291                 goto out;
1292         }
1293         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1294 out:
1295         crit_exit();
1296         return (error);
1297 }
1298
1299 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1300     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1301
1302 #ifdef INET6
1303 static int
1304 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1305 {
1306         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1307         struct inpcb *inp;
1308         int error;
1309         boolean_t mapped = FALSE;
1310
1311         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1312         if (error != 0)
1313                 return (error);
1314         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1315         if (error != 0)
1316                 return (error);
1317         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1318                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1319                         mapped = TRUE;
1320                 else
1321                         return (EINVAL);
1322         }
1323         crit_enter();
1324         if (mapped) {
1325                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1326                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1327                     addrs[1].sin6_port,
1328                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1329                     addrs[0].sin6_port,
1330                     0, NULL);
1331         } else {
1332                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1333                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1334                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1335                     0, NULL);
1336         }
1337         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1338                 error = ENOENT;
1339                 goto out;
1340         }
1341         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1342 out:
1343         crit_exit();
1344         return (error);
1345 }
1346
1347 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1348             0, 0,
1349             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1350 #endif
1351
1352 struct netmsg_tcp_notify {
1353         struct netmsg   nm_nmsg;
1354         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1355         struct in_addr  nm_faddr;
1356         int             nm_arg;
1357 };
1358
1359 static void
1360 tcp_notifyall_oncpu(struct netmsg *netmsg)
1361 {
1362         struct netmsg_tcp_notify *nmsg = (struct netmsg_tcp_notify *)netmsg;
1363         int nextcpu;
1364
1365         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nmsg->nm_faddr,
1366                         nmsg->nm_arg, nmsg->nm_notify);
1367
1368         nextcpu = mycpuid + 1;
1369         if (nextcpu < ncpus2)
1370                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(nextcpu), &netmsg->nm_lmsg);
1371         else
1372                 lwkt_replymsg(&netmsg->nm_lmsg, 0);
1373 }
1374
1375 void
1376 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1377 {
1378         struct ip *ip = vip;
1379         struct tcphdr *th;
1380         struct in_addr faddr;
1381         struct inpcb *inp;
1382         struct tcpcb *tp;
1383         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1384         tcp_seq icmpseq;
1385         int arg, cpu;
1386
1387         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1388                 return;
1389         }
1390
1391         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1392         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1393                 return;
1394
1395         arg = inetctlerrmap[cmd];
1396         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1397                 notify = tcp_quench;
1398         } else if (icmp_may_rst &&
1399                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1400                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1401                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1402                    ip != NULL) {
1403                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1404         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1405                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1406                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1407
1408                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1409                 notify = tcp_mtudisc;
1410         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1411                 ip = NULL;
1412                 notify = in_rtchange;
1413         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1414                 ip = NULL;
1415         }
1416
1417         if (ip != NULL) {
1418                 crit_enter();
1419                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1420                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1421                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1422                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1423                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1424                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1425                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1426                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1427                         tp = intotcpcb(inp);
1428                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1429                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1430                                 (*notify)(inp, arg);
1431                 } else {
1432                         struct in_conninfo inc;
1433
1434                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1435                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1436                         inc.inc_faddr = faddr;
1437                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1438 #ifdef INET6
1439                         inc.inc_isipv6 = 0;
1440 #endif
1441                         syncache_unreach(&inc, th);
1442                 }
1443                 crit_exit();
1444         } else {
1445                 struct netmsg_tcp_notify nmsg;
1446
1447                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1448                 netmsg_init(&nmsg.nm_nmsg, NULL, &curthread->td_msgport,
1449                             0, tcp_notifyall_oncpu);
1450                 nmsg.nm_faddr = faddr;
1451                 nmsg.nm_arg = arg;
1452                 nmsg.nm_notify = notify;
1453
1454                 lwkt_domsg(tcp_cport(0), &nmsg.nm_nmsg.nm_lmsg, 0);
1455         }
1456 }
1457
1458 #ifdef INET6
1459 void
1460 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1461 {
1462         struct tcphdr th;
1463         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1464         struct ip6_hdr *ip6;
1465         struct mbuf *m;
1466         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1467         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1468         int off;
1469         struct tcp_portonly {
1470                 u_int16_t th_sport;
1471                 u_int16_t th_dport;
1472         } *thp;
1473         int arg;
1474
1475         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1476             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1477                 return;
1478
1479         arg = 0;
1480         if (cmd == PRC_QUENCH)
1481                 notify = tcp_quench;
1482         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1483                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1484                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1485
1486                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1487                 notify = tcp_mtudisc;
1488         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1489                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1490                 return;
1491         }
1492
1493         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1494         if (d != NULL) {
1495                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1496                 m = ip6cp->ip6c_m;
1497                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1498                 off = ip6cp->ip6c_off;
1499                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1500         } else {
1501                 m = NULL;
1502                 ip6 = NULL;
1503                 off = 0;        /* fool gcc */
1504                 sa6_src = &sa6_any;
1505         }
1506
1507         if (ip6 != NULL) {
1508                 struct in_conninfo inc;
1509                 /*
1510                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1511                  * M and OFF are valid.
1512                  */
1513
1514                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1515                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1516                         return;
1517
1518                 bzero(&th, sizeof th);
1519                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1520
1521                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1522                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1523                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1524
1525                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1526                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1527                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1528                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1529                 inc.inc_isipv6 = 1;
1530                 syncache_unreach(&inc, &th);
1531         } else
1532                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1533                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1534 }
1535 #endif
1536
1537 /*
1538  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1539  *
1540  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1541  * 1.  In SYN-ACK packets.
1542  * 2.  In SYN packets.
1543  *
1544  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1545  * tcp_syncache.c for details.
1546  *
1547  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1548  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1549  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1550  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1551  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1552  *
1553  * Implementation details:
1554  *
1555  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1556  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1557  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1558  * before rollover.
1559  *
1560  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1561  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1562  * as reseeding should not be necessary.
1563  *
1564  */
1565
1566 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1567
1568 u_char isn_secret[32];
1569 int isn_last_reseed;
1570 MD5_CTX isn_ctx;
1571
1572 tcp_seq
1573 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1574 {
1575         u_int32_t md5_buffer[4];
1576         tcp_seq new_isn;
1577
1578         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1579         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1580              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1581                 < (u_int)ticks))) {
1582                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1583                 isn_last_reseed = ticks;
1584         }
1585
1586         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1587         MD5Init(&isn_ctx);
1588         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1589         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1590 #ifdef INET6
1591         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1592                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1593                           sizeof(struct in6_addr));
1594                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1595                           sizeof(struct in6_addr));
1596         } else
1597 #endif
1598         {
1599                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1600                           sizeof(struct in_addr));
1601                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1602                           sizeof(struct in_addr));
1603         }
1604         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1605         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1606         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1607         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1608         return (new_isn);
1609 }
1610
1611 /*
1612  * When a source quench is received, close congestion window
1613  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1614  */
1615 void
1616 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1617 {
1618         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1619
1620         if (tp != NULL) {
1621                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1622                 tp->snd_wacked = 0;
1623         }
1624 }
1625
1626 /*
1627  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1628  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1629  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1630  */
1631 void
1632 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1633 {
1634         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1635
1636         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1637                 tcp_drop(tp, error);
1638 }
1639
1640 /*
1641  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1642  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1643  * since we know the packet we just sent was dropped.
1644  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1645  */
1646 void
1647 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1648 {
1649         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1650         struct rtentry *rt;
1651         struct socket *so = inp->inp_socket;
1652         int maxopd, mss;
1653 #ifdef INET6
1654         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1655 #else
1656         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1657 #endif
1658
1659         if (tp == NULL)
1660                 return;
1661
1662         /*
1663          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1664          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1665          */
1666         if (mtu == 0) {
1667                 int oldmtu;
1668
1669                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1670                     (isipv6 ?
1671                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1672                      sizeof(struct tcpiphdr));
1673                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1674         }
1675
1676         if (isipv6)
1677                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1678         else
1679                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1680         if (rt != NULL) {
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 (rt->rt_rmx.rmx_mssopt  && rt->rt_rmx.rmx_mssopt < maxopd)
1707                         maxopd = rt->rt_rmx.rmx_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         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1724 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1725         if (mss > MCLBYTES)
1726                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1727 #else
1728         if (mss > MCLBYTES)
1729                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1730 #endif
1731
1732         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1733                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1734
1735         tp->t_maxseg = mss;
1736         tp->t_rtttime = 0;
1737         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1738         tcp_output(tp);
1739         tcpstat.tcps_mturesent++;
1740 }
1741
1742 /*
1743  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1744  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1745  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1746  * to get the interface MTU.
1747  */
1748 struct rtentry *
1749 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1750 {
1751         struct route *ro = &inc->inc_route;
1752
1753         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1754                 /* No route yet, so try to acquire one */
1755                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1756                         /*
1757                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1758                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1759                          */
1760                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1761                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1762                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1763                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1764                             inc->inc_faddr;
1765                         rtalloc(ro);
1766                 }
1767         }
1768         return (ro->ro_rt);
1769 }
1770
1771 #ifdef INET6
1772 struct rtentry *
1773 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1774 {
1775         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1776
1777         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1778                 /* No route yet, so try to acquire one */
1779                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1780                         /*
1781                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1782                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1783                          */
1784                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1785                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1786                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1787                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1788                         rtalloc((struct route *)ro6);
1789                 }
1790         }
1791         return (ro6->ro_rt);
1792 }
1793 #endif
1794
1795 #ifdef IPSEC
1796 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1797 size_t
1798 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1799 {
1800         struct inpcb *inp;
1801         struct mbuf *m;
1802         size_t hdrsiz;
1803         struct ip *ip;
1804         struct tcphdr *th;
1805
1806         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1807                 return (0);
1808         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1809         if (!m)
1810                 return (0);
1811
1812 #ifdef INET6
1813         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1814                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1815
1816                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1817                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1818                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1819                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1820                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1821         } else
1822 #endif
1823         {
1824                 ip = mtod(m, struct ip *);
1825                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1826                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1827                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1828                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1829         }
1830
1831         m_free(m);
1832         return (hdrsiz);
1833 }
1834 #endif
1835
1836 /*
1837  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1838  *
1839  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1840  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1841  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1842  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1843  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1844  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1845  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1846  * side of the connection.
1847  *
1848  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1849  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1850  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1851  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1852  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1853  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1854  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1855  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1856  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1857  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1858  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1859  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1860  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1861  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1862  * resources.
1863  *
1864  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1865  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1866  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1867  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1868  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1869  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1870  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1871  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1872  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1873  * implementing the same algorithm.
1874  *
1875  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1876  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1877  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1878  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1879  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1880  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1881  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1882  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1883  * which to extend the algorithm.
1884  */
1885 void
1886 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1887 {
1888         u_long bw;
1889         u_long bwnd;
1890         int save_ticks;
1891         int delta_ticks;
1892
1893         /*
1894          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1895          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1896          */
1897         if (!tcp_inflight_enable) {
1898                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1899                 tp->snd_bandwidth = 0;
1900                 return;
1901         }
1902
1903         /*
1904          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1905          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1906          */
1907         save_ticks = ticks;
1908         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1909         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1910                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1911                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1912                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1913                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1914                 return;
1915         }
1916         if (delta_ticks == 0)
1917                 return;
1918
1919         /*
1920          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1921          */
1922         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1923                 return;
1924
1925         /*
1926          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1927          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1928          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1929          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1930          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1931          * increases.
1932          */
1933         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1934         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1935         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1936         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1937
1938         tp->snd_bandwidth = bw;
1939
1940         /*
1941          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1942          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1943          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1944          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1945          *
1946          * Situations Handled:
1947          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1948          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1949          *          specified, and also does a good job preventing
1950          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1951          *          (at least for the transmit side).
1952          *
1953          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1954          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1955          *          increases).
1956          *
1957          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1958          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1959          *          a little work).
1960          *
1961          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
1962          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1963          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1964          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1965          *          choice.
1966          */
1967
1968 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
1969         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
1970                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
1971 #undef USERTT
1972
1973         if (tcp_inflight_debug > 0) {
1974                 static int ltime;
1975                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
1976                         ltime = ticks;
1977                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
1978                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
1979                 }
1980         }
1981         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
1982                 bwnd = tcp_inflight_min;
1983         if (bwnd > tcp_inflight_max)
1984                 bwnd = tcp_inflight_max;
1985         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
1986                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
1987         tp->snd_bwnd = bwnd;
1988 }