Correct BSD License clause numbering from 1-2-4 to 1-2-3.
[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. Neither the name of the University nor the names of its contributors
47  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
48  *    without specific prior written permission.
49  *
50  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
51  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
52  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
53  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
54  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
55  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
56  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
57  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
58  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
59  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
60  * SUCH DAMAGE.
61  *
62  *      @(#)tcp_subr.c  8.2 (Berkeley) 5/24/95
63  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.73.2.31 2003/01/24 05:11:34 sam Exp $
64  */
65
66 #include "opt_compat.h"
67 #include "opt_inet.h"
68 #include "opt_inet6.h"
69 #include "opt_ipsec.h"
70 #include "opt_tcpdebug.h"
71
72 #include <sys/param.h>
73 #include <sys/systm.h>
74 #include <sys/callout.h>
75 #include <sys/kernel.h>
76 #include <sys/sysctl.h>
77 #include <sys/malloc.h>
78 #include <sys/mpipe.h>
79 #include <sys/mbuf.h>
80 #ifdef INET6
81 #include <sys/domain.h>
82 #endif
83 #include <sys/proc.h>
84 #include <sys/priv.h>
85 #include <sys/socket.h>
86 #include <sys/socketops.h>
87 #include <sys/socketvar.h>
88 #include <sys/protosw.h>
89 #include <sys/random.h>
90 #include <sys/in_cksum.h>
91 #include <sys/ktr.h>
92
93 #include <net/route.h>
94 #include <net/if.h>
95 #include <net/netisr2.h>
96
97 #define _IP_VHL
98 #include <netinet/in.h>
99 #include <netinet/in_systm.h>
100 #include <netinet/ip.h>
101 #include <netinet/ip6.h>
102 #include <netinet/in_pcb.h>
103 #include <netinet6/in6_pcb.h>
104 #include <netinet/in_var.h>
105 #include <netinet/ip_var.h>
106 #include <netinet6/ip6_var.h>
107 #include <netinet/ip_icmp.h>
108 #ifdef INET6
109 #include <netinet/icmp6.h>
110 #endif
111 #include <netinet/tcp.h>
112 #include <netinet/tcp_fsm.h>
113 #include <netinet/tcp_seq.h>
114 #include <netinet/tcp_timer.h>
115 #include <netinet/tcp_timer2.h>
116 #include <netinet/tcp_var.h>
117 #include <netinet6/tcp6_var.h>
118 #include <netinet/tcpip.h>
119 #ifdef TCPDEBUG
120 #include <netinet/tcp_debug.h>
121 #endif
122 #include <netinet6/ip6protosw.h>
123
124 #ifdef IPSEC
125 #include <netinet6/ipsec.h>
126 #include <netproto/key/key.h>
127 #ifdef INET6
128 #include <netinet6/ipsec6.h>
129 #endif
130 #endif
131
132 #ifdef FAST_IPSEC
133 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
134 #ifdef INET6
135 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
136 #endif
137 #define IPSEC
138 #endif
139
140 #include <sys/md5.h>
141 #include <machine/smp.h>
142
143 #include <sys/msgport2.h>
144 #include <sys/mplock2.h>
145 #include <net/netmsg2.h>
146
147 #if !defined(KTR_TCP)
148 #define KTR_TCP         KTR_ALL
149 #endif
150 /*
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
158 #define TCP_IW_MAXSEGS_DFLT     4
159 #define TCP_IW_CAPSEGS_DFLT     3
160
161 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
162 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
163
164 static struct lwkt_token tcp_port_token =
165                 LWKT_TOKEN_INITIALIZER(tcp_port_token);
166
167 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
168 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
169     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
170
171 #ifdef INET6
172 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
173 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
174     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
175 #endif
176
177 /*
178  * Minimum MSS we accept and use. This prevents DoS attacks where
179  * we are forced to a ridiculous low MSS like 20 and send hundreds
180  * of packets instead of one. The effect scales with the available
181  * bandwidth and quickly saturates the CPU and network interface
182  * with packet generation and sending. Set to zero to disable MINMSS
183  * checking. This setting prevents us from sending too small packets.
184  */
185 int tcp_minmss = TCP_MINMSS;
186 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, minmss, CTLFLAG_RW,
187     &tcp_minmss , 0, "Minmum TCP Maximum Segment Size");
188
189 #if 0
190 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
191 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
192     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
193 #endif
194
195 int tcp_do_rfc1323 = 1;
196 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
197     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
198
199 static int tcp_tcbhashsize = 0;
200 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
201      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
202
203 static int do_tcpdrain = 1;
204 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
205      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
206
207 static int icmp_may_rst = 1;
208 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
209     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
210
211 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
212 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
213     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
214
215 /*
216  * TCP bandwidth limiting sysctls.  The inflight limiter is now turned on
217  * by default, but with generous values which should allow maximal
218  * bandwidth.  In particular, the slop defaults to 50 (5 packets).
219  *
220  * The reason for doing this is that the limiter is the only mechanism we
221  * have which seems to do a really good job preventing receiver RX rings
222  * on network interfaces from getting blown out.  Even though GigE/10GigE
223  * is supposed to flow control it looks like either it doesn't actually
224  * do it or Open Source drivers do not properly enable it.
225  *
226  * People using the limiter to reduce bottlenecks on slower WAN connections
227  * should set the slop to 20 (2 packets).
228  */
229 static int tcp_inflight_enable = 1;
230 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
231     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
232
233 static int tcp_inflight_debug = 0;
234 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
235     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
236
237 static int tcp_inflight_min = 6144;
238 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
239     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
240
241 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
242 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
243     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
244
245 static int tcp_inflight_stab = 50;
246 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
247     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 3 packets)");
248
249 static int tcp_do_rfc3390 = 1;
250 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, rfc3390, CTLFLAG_RW,
251     &tcp_do_rfc3390, 0,
252     "Enable RFC 3390 (Increasing TCP's Initial Congestion Window)");
253
254 static u_long tcp_iw_maxsegs = TCP_IW_MAXSEGS_DFLT;
255 SYSCTL_ULONG(_net_inet_tcp, OID_AUTO, iwmaxsegs, CTLFLAG_RW,
256     &tcp_iw_maxsegs, 0, "TCP IW segments max");
257
258 static u_long tcp_iw_capsegs = TCP_IW_CAPSEGS_DFLT;
259 SYSCTL_ULONG(_net_inet_tcp, OID_AUTO, iwcapsegs, CTLFLAG_RW,
260     &tcp_iw_capsegs, 0, "TCP IW segments");
261
262 int tcp_low_rtobase = 1;
263 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, low_rtobase, CTLFLAG_RW,
264     &tcp_low_rtobase, 0, "Lowering the Initial RTO (RFC 6298)");
265
266 static int tcp_do_ncr = 1;
267 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, ncr, CTLFLAG_RW,
268     &tcp_do_ncr, 0, "Non-Congestion Robustness (RFC 4653)");
269
270 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
271 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
272
273 static void tcp_willblock(void);
274 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
275
276 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU] __cachealign;
277
278 static int
279 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
280 {
281         int cpu, error = 0;
282
283         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
284                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
285                                         sizeof(struct tcp_stats))))
286                         break;
287                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
288                                        sizeof(struct tcp_stats))))
289                         break;
290         }
291
292         return (error);
293 }
294 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
295     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
296
297 /*
298  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
299  *
300  * Note that this can be overridden by the kernel environment
301  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
302  */
303 #ifndef TCBHASHSIZE
304 #define TCBHASHSIZE     512
305 #endif
306
307 /*
308  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
309  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
310  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
311  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
312  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
313  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
314  */
315 #define ALIGNMENT       32
316 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
317 struct  inp_tp {
318         union {
319                 struct  inpcb inp;
320                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
321         } inp_tp_u;
322         struct  tcpcb tcb;
323         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
324         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
325         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
326         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
327         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
328         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
329         struct  netmsg_base inp_tp_sndmore;
330 };
331 #undef ALIGNMENT
332 #undef ALIGNM1
333
334 /*
335  * Tcp initialization
336  */
337 void
338 tcp_init(void)
339 {
340         struct inpcbporthead *porthashbase;
341         struct inpcbinfo *ticb;
342         u_long porthashmask;
343         int hashsize = TCBHASHSIZE;
344         int cpu;
345
346         /*
347          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
348          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
349          */
350         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
351                     25, -1, 0, NULL, NULL, NULL);
352
353         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
354         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
355         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
356         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
357         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
358         tcp_msl = TCPTV_MSL;
359         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
360         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
361
362         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
363         if (!powerof2(hashsize)) {
364                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
365                 hashsize = 512; /* safe default */
366         }
367         tcp_tcbhashsize = hashsize;
368         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
369
370         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
371                 ticb = &tcbinfo[cpu];
372                 in_pcbinfo_init(ticb);
373                 ticb->cpu = cpu;
374                 ticb->hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
375                                           &ticb->hashmask);
376                 ticb->porthashbase = porthashbase;
377                 ticb->porthashmask = porthashmask;
378                 ticb->porttoken = &tcp_port_token;
379 #if 0
380                 ticb->porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
381                                               &ticb->porthashmask);
382 #endif
383                 ticb->wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
384                                                   &ticb->wildcardhashmask);
385                 ticb->localgrphashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
386                                                   &ticb->localgrphashmask);
387                 ticb->ipi_size = sizeof(struct inp_tp);
388                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
389         }
390
391         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
392         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
393
394 #ifdef INET6
395 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
396 #else
397 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
398 #endif
399         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
400                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
401         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
402                 panic("tcp_init");
403 #undef TCP_MINPROTOHDR
404
405         /*
406          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
407          */
408         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
409                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
410         }
411
412         syncache_init();
413         netisr_register_rollup(tcp_willblock, NETISR_ROLLUP_PRIO_TCP);
414 }
415
416 static void
417 tcp_willblock(void)
418 {
419         struct tcpcb *tp;
420         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
421
422         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
423                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
424                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
425                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
426                 tcp_output(tp);
427         }
428 }
429
430 /*
431  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
432  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
433  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
434  */
435 void
436 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr, boolean_t tso)
437 {
438         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
439         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
440
441 #ifdef INET6
442         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
443                 struct ip6_hdr *ip6;
444
445                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
446                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
447                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
448                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
449                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
450                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
451                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
452                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
453                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
454                 tcp_hdr->th_sum = 0;
455         } else
456 #endif
457         {
458                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
459                 u_int plen;
460
461                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
462                 ip->ip_tos = 0;
463                 ip->ip_len = 0;
464                 ip->ip_id = 0;
465                 ip->ip_off = 0;
466                 ip->ip_ttl = 0;
467                 ip->ip_sum = 0;
468                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
469                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
470                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
471
472                 if (tso)
473                         plen = htons(IPPROTO_TCP);
474                 else
475                         plen = htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP);
476                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
477                     ip->ip_dst.s_addr, plen);
478         }
479
480         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
481         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
482         tcp_hdr->th_seq = 0;
483         tcp_hdr->th_ack = 0;
484         tcp_hdr->th_x2 = 0;
485         tcp_hdr->th_off = 5;
486         tcp_hdr->th_flags = 0;
487         tcp_hdr->th_win = 0;
488         tcp_hdr->th_urp = 0;
489 }
490
491 /*
492  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
493  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
494  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
495  */
496 struct tcptemp *
497 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
498 {
499         struct tcptemp *tmp;
500
501         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
502                 return (NULL);
503         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t, FALSE);
504         return (tmp);
505 }
506
507 void
508 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
509 {
510         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
511 }
512
513 /*
514  * Send a single message to the TCP at address specified by
515  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
516  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
517  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
518  * template for a connection.  If flags are given then we send
519  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
520  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
521  *
522  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
523  * segment are as specified by the parameters.
524  *
525  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
526  */
527 void
528 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
529             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
530 {
531         int tlen;
532         int win = 0;
533         struct route *ro = NULL;
534         struct route sro;
535         struct ip *ip = ipgen;
536         struct tcphdr *nth;
537         int ipflags = 0;
538         struct route_in6 *ro6 = NULL;
539         struct route_in6 sro6;
540         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
541         boolean_t use_tmpro = TRUE;
542 #ifdef INET6
543         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
544 #else
545         const boolean_t isipv6 = FALSE;
546 #endif
547
548         if (tp != NULL) {
549                 if (!(flags & TH_RST)) {
550                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
551                         if (win < 0)
552                                 win = 0;
553                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
554                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
555                 }
556                 /*
557                  * Don't use the route cache of a listen socket,
558                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
559                  */
560                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
561                         if (isipv6)
562                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
563                         else
564                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
565                         use_tmpro = FALSE;
566                 }
567         }
568         if (use_tmpro) {
569                 if (isipv6) {
570                         ro6 = &sro6;
571                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
572                 } else {
573                         ro = &sro;
574                         bzero(ro, sizeof *ro);
575                 }
576         }
577         if (m == NULL) {
578                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
579                 if (m == NULL)
580                         return;
581                 tlen = 0;
582                 m->m_data += max_linkhdr;
583                 if (isipv6) {
584                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
585                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
586                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
587                 } else {
588                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
589                         ip = mtod(m, struct ip *);
590                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
591                 }
592                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
593                 flags = TH_ACK;
594         } else {
595                 m_freem(m->m_next);
596                 m->m_next = NULL;
597                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
598                 /* m_len is set later */
599                 tlen = 0;
600 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
601                 if (isipv6) {
602                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
603                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
604                 } else {
605                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
606                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
607                 }
608                 if (th != nth) {
609                         /*
610                          * this is usually a case when an extension header
611                          * exists between the IPv6 header and the
612                          * TCP header.
613                          */
614                         nth->th_sport = th->th_sport;
615                         nth->th_dport = th->th_dport;
616                 }
617                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
618 #undef xchg
619         }
620         if (isipv6) {
621                 ip6->ip6_flow = 0;
622                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
623                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
624                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
625                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
626         } else {
627                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
628                 ip->ip_len = tlen;
629                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
630         }
631         m->m_len = tlen;
632         m->m_pkthdr.len = tlen;
633         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
634         nth->th_seq = htonl(seq);
635         nth->th_ack = htonl(ack);
636         nth->th_x2 = 0;
637         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
638         nth->th_flags = flags;
639         if (tp != NULL)
640                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
641         else
642                 nth->th_win = htons((u_short)win);
643         nth->th_urp = 0;
644         if (isipv6) {
645                 nth->th_sum = 0;
646                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
647                                         sizeof(struct ip6_hdr),
648                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
649                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
650                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
651                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
652         } else {
653                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
654                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
655                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
656                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
657                 m->m_pkthdr.csum_thlen = sizeof(struct tcphdr);
658         }
659 #ifdef TCPDEBUG
660         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
661                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
662 #endif
663         if (isipv6) {
664                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
665                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
666                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
667                         RTFREE(ro6->ro_rt);
668                         ro6->ro_rt = NULL;
669                 }
670         } else {
671                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
672                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
673                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
674                         RTFREE(ro->ro_rt);
675                         ro->ro_rt = NULL;
676                 }
677         }
678 }
679
680 /*
681  * Create a new TCP control block, making an
682  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
683  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
684  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
685  */
686 struct tcpcb *
687 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
688 {
689         struct inp_tp *it;
690         struct tcpcb *tp;
691 #ifdef INET6
692         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
693 #else
694         const boolean_t isipv6 = FALSE;
695 #endif
696
697         it = (struct inp_tp *)inp;
698         tp = &it->tcb;
699         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
700         TAILQ_INIT(&tp->t_segq);
701         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
702         tp->t_rxtthresh = tcprexmtthresh;
703
704         /* Set up our timeouts. */
705         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
706         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
707         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
708         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
709         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
710         tcp_inittimers(tp);
711
712         /*
713          * Zero out timer message.  We don't create it here,
714          * since the current CPU may not be the owner of this
715          * inpcb.
716          */
717         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
718         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
719
720         tp->t_keepinit = tcp_keepinit;
721         tp->t_keepidle = tcp_keepidle;
722         tp->t_keepintvl = tcp_keepintvl;
723         tp->t_keepcnt = tcp_keepcnt;
724         tp->t_maxidle = tp->t_keepintvl * tp->t_keepcnt;
725
726         if (tcp_do_ncr)
727                 tp->t_flags |= TF_NCR;
728         if (tcp_do_rfc1323)
729                 tp->t_flags |= (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
730
731         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
732         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
733         /*
734          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
735          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
736          * reasonable initial retransmit time.
737          */
738         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
739         tp->t_rttvar =
740             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
741         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
742         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
743         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
744         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
745         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
746         tp->snd_last = ticks;
747         tp->t_rcvtime = ticks;
748         /*
749          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
750          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
751          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
752          */
753         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
754         inp->inp_ppcb = tp;
755         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
756
757         tp->tt_sndmore = &it->inp_tp_sndmore;
758         tcp_output_init(tp);
759
760         return (tp);            /* XXX */
761 }
762
763 /*
764  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
765  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
766  */
767 struct tcpcb *
768 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
769 {
770         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
771
772         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
773                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
774                 tcp_output(tp);
775                 tcpstat.tcps_drops++;
776         } else
777                 tcpstat.tcps_conndrops++;
778         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
779                 error = tp->t_softerror;
780         so->so_error = error;
781         return (tcp_close(tp));
782 }
783
784 struct netmsg_listen_detach {
785         struct netmsg_base      base;
786         struct tcpcb            *nm_tp;
787 };
788
789 static void
790 tcp_listen_detach_handler(netmsg_t msg)
791 {
792         struct netmsg_listen_detach *nmsg = (struct netmsg_listen_detach *)msg;
793         struct tcpcb *tp = nmsg->nm_tp;
794         int cpu = mycpuid, nextcpu;
795
796         if (tp->t_flags & TF_LISTEN)
797                 syncache_destroy(tp);
798
799         in_pcbremwildcardhash_oncpu(tp->t_inpcb, &tcbinfo[cpu]);
800
801         nextcpu = cpu + 1;
802         if (nextcpu < ncpus2)
803                 lwkt_forwardmsg(netisr_cpuport(nextcpu), &nmsg->base.lmsg);
804         else
805                 lwkt_replymsg(&nmsg->base.lmsg, 0);
806 }
807
808 /*
809  * Close a TCP control block:
810  *      discard all space held by the tcp
811  *      discard internet protocol block
812  *      wake up any sleepers
813  */
814 struct tcpcb *
815 tcp_close(struct tcpcb *tp)
816 {
817         struct tseg_qent *q;
818         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
819         struct socket *so = inp->inp_socket;
820         struct rtentry *rt;
821         boolean_t dosavessthresh;
822 #ifdef INET6
823         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
824         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
825 #else
826         const boolean_t isipv6 = FALSE;
827 #endif
828
829         /*
830          * INP_WILDCARD_MP indicates that listen(2) has been called on
831          * this socket.  This implies:
832          * - A wildcard inp's hash is replicated for each protocol thread.
833          * - Syncache for this inp grows independently in each protocol
834          *   thread.
835          * - There is more than one cpu
836          *
837          * We have to chain a message to the rest of the protocol threads
838          * to cleanup the wildcard hash and the syncache.  The cleanup
839          * in the current protocol thread is defered till the end of this
840          * function.
841          *
842          * NOTE:
843          * After cleanup the inp's hash and syncache entries, this inp will
844          * no longer be available to the rest of the protocol threads, so we
845          * are safe to whack the inp in the following code.
846          */
847         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
848                 struct netmsg_listen_detach nmsg;
849
850                 KKASSERT(so->so_port == netisr_cpuport(0));
851                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == netisr_cpuport(0));
852                 KKASSERT(inp->inp_pcbinfo == &tcbinfo[0]);
853
854                 netmsg_init(&nmsg.base, NULL, &curthread->td_msgport,
855                             MSGF_PRIORITY, tcp_listen_detach_handler);
856                 nmsg.nm_tp = tp;
857                 lwkt_domsg(netisr_cpuport(1), &nmsg.base.lmsg, 0);
858
859                 inp->inp_flags &= ~INP_WILDCARD_MP;
860         }
861
862         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
863         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
864
865         /*
866          * Make sure that all of our timers are stopped before we
867          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
868          * timers are never used.  If timer message is never created
869          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
870          */
871         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
872                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
873                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
874                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
875                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
876                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
877         }
878
879         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
880                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
881                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
882                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
883         }
884
885         /*
886          * If we got enough samples through the srtt filter,
887          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
888          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
889          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
890          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
891          * we could save a very bogus rtt.
892          *
893          * Don't update the default route's characteristics and don't
894          * update anything that the user "locked".
895          */
896         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
897                 u_long i = 0;
898
899                 if (isipv6) {
900                         struct sockaddr_in6 *sin6;
901
902                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
903                                 goto no_valid_rt;
904                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
905                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
906                                 goto no_valid_rt;
907                 } else
908                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
909                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
910                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
911                                 goto no_valid_rt;
912
913                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
914                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
915                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
916                                 /*
917                                  * filter this update to half the old & half
918                                  * the new values, converting scale.
919                                  * See route.h and tcp_var.h for a
920                                  * description of the scaling constants.
921                                  */
922                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
923                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
924                         else
925                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
926                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
927                 }
928                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
929                         i = tp->t_rttvar *
930                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
931                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
932                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
933                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
934                         else
935                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
936                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
937                 }
938                 /*
939                  * The old comment here said:
940                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
941                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
942                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
943                  * before we start updating, then update on both good
944                  * and bad news.
945                  *
946                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
947                  * specified explicitly in the route, because such
948                  * connections still have an implicit pipesize specified
949                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
950                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
951                  */
952                 i = tp->snd_ssthresh;
953                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
954                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
955                 else
956                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
957                 if (dosavessthresh ||
958                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
959                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
960                         /*
961                          * convert the limit from user data bytes to
962                          * packets then to packet data bytes.
963                          */
964                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
965                         if (i < 2)
966                                 i = 2;
967                         i *= tp->t_maxseg +
968                              (isipv6 ?
969                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
970                               sizeof(struct tcpiphdr));
971                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
972                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
973                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
974                         else
975                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
976                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
977                 }
978         }
979
980 no_valid_rt:
981         /* free the reassembly queue, if any */
982         while((q = TAILQ_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
983                 TAILQ_REMOVE(&tp->t_segq, q, tqe_q);
984                 m_freem(q->tqe_m);
985                 kfree(q, M_TSEGQ);
986                 atomic_add_int(&tcp_reass_qsize, -1);
987         }
988         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
989         if (TCP_DO_SACK(tp))
990                 tcp_sack_destroy(&tp->scb);
991
992         inp->inp_ppcb = NULL;
993         soisdisconnected(so);
994         /* note: pcb detached later on */
995
996         tcp_destroy_timermsg(tp);
997         tcp_output_cancel(tp);
998
999         if (tp->t_flags & TF_LISTEN)
1000                 syncache_destroy(tp);
1001
1002         so_async_rcvd_drop(so);
1003         /* Drop the reference for the asynchronized pru_rcvd */
1004         sofree(so);
1005
1006         /*
1007          * NOTE:
1008          * pcbdetach removes any wildcard hash entry on the current CPU.
1009          */
1010 #ifdef INET6
1011         if (isafinet6)
1012                 in6_pcbdetach(inp);
1013         else
1014 #endif
1015                 in_pcbdetach(inp);
1016
1017         tcpstat.tcps_closed++;
1018         return (NULL);
1019 }
1020
1021 static __inline void
1022 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1023 {
1024         struct inpcb *marker;
1025         struct inpcb *inpb;
1026         struct tcpcb *tcpb;
1027         struct tseg_qent *te;
1028
1029         /*
1030          * Allows us to block while running the list
1031          */
1032         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1033         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1034         LIST_INSERT_HEAD(head, marker, inp_list);
1035
1036         while ((inpb = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL) {
1037                 if ((inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER) == 0 &&
1038                     (tcpb = intotcpcb(inpb)) != NULL &&
1039                     (te = TAILQ_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1040                         TAILQ_REMOVE(&tcpb->t_segq, te, tqe_q);
1041                         if (te->tqe_th->th_flags & TH_FIN)
1042                                 tcpb->t_flags &= ~TF_QUEDFIN;
1043                         m_freem(te->tqe_m);
1044                         kfree(te, M_TSEGQ);
1045                         atomic_add_int(&tcp_reass_qsize, -1);
1046                         /* retry */
1047                 } else {
1048                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1049                         LIST_INSERT_AFTER(inpb, marker, inp_list);
1050                 }
1051         }
1052         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1053         kfree(marker, M_TEMP);
1054 }
1055
1056 struct netmsg_tcp_drain {
1057         struct netmsg_base      base;
1058         struct inpcbhead        *nm_head;
1059 };
1060
1061 static void
1062 tcp_drain_handler(netmsg_t msg)
1063 {
1064         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)msg;
1065
1066         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1067         lwkt_replymsg(&nm->base.lmsg, 0);
1068 }
1069
1070 void
1071 tcp_drain(void)
1072 {
1073         int cpu;
1074
1075         if (!do_tcpdrain)
1076                 return;
1077
1078         /*
1079          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1080          * if there is one...
1081          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1082          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1083          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1084          *      useful.
1085          */
1086         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1087                 struct netmsg_tcp_drain *nm;
1088
1089                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1090                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1091                 } else {
1092                         nm = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1093                                      M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1094                         if (nm == NULL)
1095                                 continue;
1096                         netmsg_init(&nm->base, NULL, &netisr_afree_rport,
1097                                     0, tcp_drain_handler);
1098                         nm->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1099                         lwkt_sendmsg(netisr_cpuport(cpu), &nm->base.lmsg);
1100                 }
1101         }
1102 }
1103
1104 /*
1105  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1106  * store error as soft error, but wake up user
1107  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1108  *
1109  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1110  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1111  */
1112 static void
1113 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1114 {
1115         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1116
1117         /*
1118          * Ignore some errors if we are hooked up.
1119          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1120          * and receives a second error, give up now.  This is better
1121          * than waiting a long time to establish a connection that
1122          * can never complete.
1123          */
1124         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1125              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1126               error == EHOSTDOWN)) {
1127                 return;
1128         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1129             tp->t_softerror)
1130                 tcp_drop(tp, error);
1131         else
1132                 tp->t_softerror = error;
1133 #if 0
1134         wakeup(&so->so_timeo);
1135         sorwakeup(so);
1136         sowwakeup(so);
1137 #endif
1138 }
1139
1140 static int
1141 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1142 {
1143         int error, i, n;
1144         struct inpcb *marker;
1145         struct inpcb *inp;
1146         globaldata_t gd;
1147         int origcpu, ccpu;
1148
1149         error = 0;
1150         n = 0;
1151
1152         /*
1153          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1154          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1155          */
1156         if (req->oldptr == NULL) {
1157                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1158                         gd = globaldata_find(ccpu);
1159                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1160                 }
1161                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1162                 return (0);
1163         }
1164
1165         if (req->newptr != NULL)
1166                 return (EPERM);
1167
1168         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1169         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1170
1171         /*
1172          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1173          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1174          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1175          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1176          * cpu to avoid races).
1177          */
1178         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1179         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1180                 globaldata_t rgd;
1181                 caddr_t inp_ppcb;
1182                 struct xtcpcb xt;
1183                 int cpu_id;
1184
1185                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1186                 if ((smp_active_mask & CPUMASK(cpu_id)) == 0)
1187                         continue;
1188                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1189                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1190
1191                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1192
1193                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1194                 i = 0;
1195                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1196                         /*
1197                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1198                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1199                          */
1200                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1201                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1202
1203                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1204                                 continue;
1205                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1206                                 continue;
1207
1208                         xt.xt_len = sizeof xt;
1209                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1210                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1211                         if (inp_ppcb != NULL)
1212                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1213                         else
1214                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1215                         if (inp->inp_socket)
1216                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1217                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1218                                 break;
1219                         ++i;
1220                 }
1221                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1222                 if (error == 0 && i < n) {
1223                         bzero(&xt, sizeof xt);
1224                         xt.xt_len = sizeof xt;
1225                         while (i < n) {
1226                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1227                                 if (error)
1228                                         break;
1229                                 ++i;
1230                         }
1231                 }
1232         }
1233
1234         /*
1235          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1236          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1237          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1238          * on a different cpu.
1239          */
1240         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1241         kfree(marker, M_TEMP);
1242         return (error);
1243 }
1244
1245 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1246             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1247
1248 static int
1249 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1250 {
1251         struct sockaddr_in addrs[2];
1252         struct inpcb *inp;
1253         int cpu;
1254         int error;
1255
1256         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1257         if (error != 0)
1258                 return (error);
1259         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1260         if (error != 0)
1261                 return (error);
1262         crit_enter();
1263         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1264             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1265         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1266             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1267         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1268                 error = ENOENT;
1269                 goto out;
1270         }
1271         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1272 out:
1273         crit_exit();
1274         return (error);
1275 }
1276
1277 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1278     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1279
1280 #ifdef INET6
1281 static int
1282 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1283 {
1284         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1285         struct inpcb *inp;
1286         int error;
1287         boolean_t mapped = FALSE;
1288
1289         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1290         if (error != 0)
1291                 return (error);
1292         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1293         if (error != 0)
1294                 return (error);
1295         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1296                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1297                         mapped = TRUE;
1298                 else
1299                         return (EINVAL);
1300         }
1301         crit_enter();
1302         if (mapped) {
1303                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1304                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1305                     addrs[1].sin6_port,
1306                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1307                     addrs[0].sin6_port,
1308                     0, NULL);
1309         } else {
1310                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1311                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1312                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1313                     0, NULL);
1314         }
1315         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1316                 error = ENOENT;
1317                 goto out;
1318         }
1319         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1320 out:
1321         crit_exit();
1322         return (error);
1323 }
1324
1325 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1326             0, 0,
1327             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1328 #endif
1329
1330 struct netmsg_tcp_notify {
1331         struct netmsg_base base;
1332         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1333         struct in_addr  nm_faddr;
1334         int             nm_arg;
1335 };
1336
1337 static void
1338 tcp_notifyall_oncpu(netmsg_t msg)
1339 {
1340         struct netmsg_tcp_notify *nm = (struct netmsg_tcp_notify *)msg;
1341         int nextcpu;
1342
1343         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nm->nm_faddr,
1344                         nm->nm_arg, nm->nm_notify);
1345
1346         nextcpu = mycpuid + 1;
1347         if (nextcpu < ncpus2)
1348                 lwkt_forwardmsg(netisr_cpuport(nextcpu), &nm->base.lmsg);
1349         else
1350                 lwkt_replymsg(&nm->base.lmsg, 0);
1351 }
1352
1353 void
1354 tcp_ctlinput(netmsg_t msg)
1355 {
1356         int cmd = msg->ctlinput.nm_cmd;
1357         struct sockaddr *sa = msg->ctlinput.nm_arg;
1358         struct ip *ip = msg->ctlinput.nm_extra;
1359         struct tcphdr *th;
1360         struct in_addr faddr;
1361         struct inpcb *inp;
1362         struct tcpcb *tp;
1363         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1364         tcp_seq icmpseq;
1365         int arg, cpu;
1366
1367         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1368                 goto done;
1369         }
1370
1371         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1372         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1373                 goto done;
1374
1375         arg = inetctlerrmap[cmd];
1376         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1377                 notify = tcp_quench;
1378         } else if (icmp_may_rst &&
1379                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1380                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1381                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1382                    ip != NULL) {
1383                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1384         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1385                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1386                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1387
1388                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1389                 notify = tcp_mtudisc;
1390         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1391                 ip = NULL;
1392                 notify = in_rtchange;
1393         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1394                 ip = NULL;
1395         }
1396
1397         if (ip != NULL) {
1398                 crit_enter();
1399                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1400                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1401                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1402                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1403                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1404                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1405                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1406                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1407                         tp = intotcpcb(inp);
1408                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1409                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1410                                 (*notify)(inp, arg);
1411                 } else {
1412                         struct in_conninfo inc;
1413
1414                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1415                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1416                         inc.inc_faddr = faddr;
1417                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1418 #ifdef INET6
1419                         inc.inc_isipv6 = 0;
1420 #endif
1421                         syncache_unreach(&inc, th);
1422                 }
1423                 crit_exit();
1424         } else {
1425                 struct netmsg_tcp_notify *nm;
1426
1427                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == netisr_cpuport(0));
1428                 nm = kmalloc(sizeof(*nm), M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1429                 netmsg_init(&nm->base, NULL, &netisr_afree_rport,
1430                             0, tcp_notifyall_oncpu);
1431                 nm->nm_faddr = faddr;
1432                 nm->nm_arg = arg;
1433                 nm->nm_notify = notify;
1434
1435                 lwkt_sendmsg(netisr_cpuport(0), &nm->base.lmsg);
1436         }
1437 done:
1438         lwkt_replymsg(&msg->lmsg, 0);
1439 }
1440
1441 #ifdef INET6
1442
1443 void
1444 tcp6_ctlinput(netmsg_t msg)
1445 {
1446         int cmd = msg->ctlinput.nm_cmd;
1447         struct sockaddr *sa = msg->ctlinput.nm_arg;
1448         void *d = msg->ctlinput.nm_extra;
1449         struct tcphdr th;
1450         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1451         struct ip6_hdr *ip6;
1452         struct mbuf *m;
1453         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1454         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1455         int off;
1456         struct tcp_portonly {
1457                 u_int16_t th_sport;
1458                 u_int16_t th_dport;
1459         } *thp;
1460         int arg;
1461
1462         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1463             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6)) {
1464                 goto out;
1465         }
1466
1467         arg = 0;
1468         if (cmd == PRC_QUENCH)
1469                 notify = tcp_quench;
1470         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1471                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1472                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1473
1474                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1475                 notify = tcp_mtudisc;
1476         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1477                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1478                 goto out;
1479         }
1480
1481         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1482         if (d != NULL) {
1483                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1484                 m = ip6cp->ip6c_m;
1485                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1486                 off = ip6cp->ip6c_off;
1487                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1488         } else {
1489                 m = NULL;
1490                 ip6 = NULL;
1491                 off = 0;        /* fool gcc */
1492                 sa6_src = &sa6_any;
1493         }
1494
1495         if (ip6 != NULL) {
1496                 struct in_conninfo inc;
1497                 /*
1498                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1499                  * M and OFF are valid.
1500                  */
1501
1502                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1503                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1504                         goto out;
1505
1506                 bzero(&th, sizeof th);
1507                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1508
1509                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1510                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1511                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1512
1513                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1514                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1515                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1516                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1517                 inc.inc_isipv6 = 1;
1518                 syncache_unreach(&inc, &th);
1519         } else {
1520                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1521                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1522         }
1523 out:
1524         lwkt_replymsg(&msg->ctlinput.base.lmsg, 0);
1525 }
1526
1527 #endif
1528
1529 /*
1530  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1531  *
1532  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1533  * 1.  In SYN-ACK packets.
1534  * 2.  In SYN packets.
1535  *
1536  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1537  * tcp_syncache.c for details.
1538  *
1539  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1540  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1541  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1542  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1543  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1544  *
1545  * Implementation details:
1546  *
1547  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1548  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1549  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1550  * before rollover.
1551  *
1552  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1553  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1554  * as reseeding should not be necessary.
1555  *
1556  */
1557
1558 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1559
1560 u_char isn_secret[32];
1561 int isn_last_reseed;
1562 MD5_CTX isn_ctx;
1563
1564 tcp_seq
1565 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1566 {
1567         u_int32_t md5_buffer[4];
1568         tcp_seq new_isn;
1569
1570         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1571         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1572              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1573                 < (u_int)ticks))) {
1574                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1575                 isn_last_reseed = ticks;
1576         }
1577
1578         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1579         MD5Init(&isn_ctx);
1580         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1581         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1582 #ifdef INET6
1583         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1584                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1585                           sizeof(struct in6_addr));
1586                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1587                           sizeof(struct in6_addr));
1588         } else
1589 #endif
1590         {
1591                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1592                           sizeof(struct in_addr));
1593                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1594                           sizeof(struct in_addr));
1595         }
1596         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1597         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1598         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1599         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1600         return (new_isn);
1601 }
1602
1603 /*
1604  * When a source quench is received, close congestion window
1605  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1606  */
1607 void
1608 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1609 {
1610         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1611
1612         if (tp != NULL) {
1613                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1614                 tp->snd_wacked = 0;
1615         }
1616 }
1617
1618 /*
1619  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1620  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1621  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1622  */
1623 void
1624 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1625 {
1626         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1627
1628         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1629                 tcp_drop(tp, error);
1630 }
1631
1632 /*
1633  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1634  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1635  * since we know the packet we just sent was dropped.
1636  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1637  */
1638 void
1639 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1640 {
1641         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1642         struct rtentry *rt;
1643         struct socket *so = inp->inp_socket;
1644         int maxopd, mss;
1645 #ifdef INET6
1646         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1647 #else
1648         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1649 #endif
1650
1651         if (tp == NULL)
1652                 return;
1653
1654         /*
1655          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1656          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1657          */
1658         if (mtu == 0) {
1659                 int oldmtu;
1660
1661                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1662                     (isipv6 ?
1663                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1664                      sizeof(struct tcpiphdr));
1665                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1666         }
1667
1668         if (isipv6)
1669                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1670         else
1671                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1672         if (rt != NULL) {
1673                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1674                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1675
1676                 maxopd = mtu -
1677                     (isipv6 ?
1678                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1679                      sizeof(struct tcpiphdr));
1680
1681                 /*
1682                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1683                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1684                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1685                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1686                  * never actually take place, because the conservative
1687                  * default is much less than the MTUs typically seen
1688                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1689                  * this under the carpet.
1690                  *
1691                  * The conservative default might not actually be a problem
1692                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1693                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1694                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1695                  * will get recorded and the new parameters should get
1696                  * recomputed.  For Further Study.
1697                  */
1698                 if (rt->rt_rmx.rmx_mssopt  && rt->rt_rmx.rmx_mssopt < maxopd)
1699                         maxopd = rt->rt_rmx.rmx_mssopt;
1700         } else
1701                 maxopd = mtu -
1702                     (isipv6 ?
1703                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1704                      sizeof(struct tcpiphdr));
1705
1706         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1707                 return;
1708         tp->t_maxopd = maxopd;
1709
1710         mss = maxopd;
1711         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1712                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1713                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1714
1715         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1716 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1717         if (mss > MCLBYTES)
1718                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1719 #else
1720         if (mss > MCLBYTES)
1721                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1722 #endif
1723
1724         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1725                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1726
1727         tp->t_maxseg = mss;
1728         tp->t_rtttime = 0;
1729         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1730         tcp_output(tp);
1731         tcpstat.tcps_mturesent++;
1732 }
1733
1734 /*
1735  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1736  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1737  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1738  * to get the interface MTU.
1739  */
1740 struct rtentry *
1741 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1742 {
1743         struct route *ro = &inc->inc_route;
1744
1745         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1746                 /* No route yet, so try to acquire one */
1747                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1748                         /*
1749                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1750                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1751                          */
1752                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1753                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1754                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1755                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1756                             inc->inc_faddr;
1757                         rtalloc(ro);
1758                 }
1759         }
1760         return (ro->ro_rt);
1761 }
1762
1763 #ifdef INET6
1764 struct rtentry *
1765 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1766 {
1767         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1768
1769         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1770                 /* No route yet, so try to acquire one */
1771                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1772                         /*
1773                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1774                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1775                          */
1776                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1777                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1778                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1779                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1780                         rtalloc((struct route *)ro6);
1781                 }
1782         }
1783         return (ro6->ro_rt);
1784 }
1785 #endif
1786
1787 #ifdef IPSEC
1788 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1789 size_t
1790 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1791 {
1792         struct inpcb *inp;
1793         struct mbuf *m;
1794         size_t hdrsiz;
1795         struct ip *ip;
1796         struct tcphdr *th;
1797
1798         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1799                 return (0);
1800         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1801         if (!m)
1802                 return (0);
1803
1804 #ifdef INET6
1805         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1806                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1807
1808                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1809                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1810                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1811                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th, FALSE);
1812                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1813         } else
1814 #endif
1815         {
1816                 ip = mtod(m, struct ip *);
1817                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1818                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1819                 tcp_fillheaders(tp, ip, th, FALSE);
1820                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1821         }
1822
1823         m_free(m);
1824         return (hdrsiz);
1825 }
1826 #endif
1827
1828 /*
1829  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1830  *
1831  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1832  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1833  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1834  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1835  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1836  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1837  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1838  * side of the connection.
1839  *
1840  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1841  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1842  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1843  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1844  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1845  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1846  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1847  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1848  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1849  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1850  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1851  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1852  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1853  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1854  * resources.
1855  *
1856  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1857  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1858  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1859  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1860  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1861  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1862  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1863  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1864  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1865  * implementing the same algorithm.
1866  *
1867  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1868  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1869  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1870  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1871  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1872  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1873  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1874  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1875  * which to extend the algorithm.
1876  */
1877 void
1878 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1879 {
1880         u_long bw;
1881         u_long bwnd;
1882         int save_ticks;
1883         int delta_ticks;
1884
1885         /*
1886          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1887          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1888          */
1889         if (!tcp_inflight_enable) {
1890                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1891                 tp->snd_bandwidth = 0;
1892                 return;
1893         }
1894
1895         /*
1896          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1897          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1898          */
1899         save_ticks = ticks;
1900         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1901         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1902                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1903                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1904                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1905                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1906                 return;
1907         }
1908         if (delta_ticks == 0)
1909                 return;
1910
1911         /*
1912          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1913          */
1914         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1915                 return;
1916
1917         /*
1918          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1919          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1920          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1921          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1922          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1923          * increases.
1924          */
1925         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1926         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1927         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1928         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1929
1930         tp->snd_bandwidth = bw;
1931
1932         /*
1933          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1934          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1935          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1936          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1937          *
1938          * Situations Handled:
1939          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1940          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1941          *          specified, and also does a good job preventing
1942          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1943          *          (at least for the transmit side).
1944          *
1945          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1946          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1947          *          increases).
1948          *
1949          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1950          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1951          *          a little work).
1952          *
1953          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
1954          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1955          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1956          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1957          *          choice.
1958          */
1959
1960 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
1961         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
1962                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
1963 #undef USERTT
1964
1965         if (tcp_inflight_debug > 0) {
1966                 static int ltime;
1967                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
1968                         ltime = ticks;
1969                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
1970                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
1971                 }
1972         }
1973         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
1974                 bwnd = tcp_inflight_min;
1975         if (bwnd > tcp_inflight_max)
1976                 bwnd = tcp_inflight_max;
1977         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
1978                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
1979         tp->snd_bwnd = bwnd;
1980 }
1981
1982 static void
1983 tcp_rmx_iwsegs(struct tcpcb *tp, u_long *maxsegs, u_long *capsegs)
1984 {
1985         struct rtentry *rt;
1986         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
1987 #ifdef INET6
1988         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) ? TRUE : FALSE);
1989 #else
1990         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1991 #endif
1992
1993         /* XXX */
1994         if (tcp_iw_maxsegs < TCP_IW_MAXSEGS_DFLT)
1995                 tcp_iw_maxsegs = TCP_IW_MAXSEGS_DFLT;
1996         if (tcp_iw_capsegs < TCP_IW_CAPSEGS_DFLT)
1997                 tcp_iw_capsegs = TCP_IW_CAPSEGS_DFLT;
1998
1999         if (isipv6)
2000                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
2001         else
2002                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
2003         if (rt == NULL ||
2004             rt->rt_rmx.rmx_iwmaxsegs < TCP_IW_MAXSEGS_DFLT ||
2005             rt->rt_rmx.rmx_iwcapsegs < TCP_IW_CAPSEGS_DFLT) {
2006                 *maxsegs = tcp_iw_maxsegs;
2007                 *capsegs = tcp_iw_capsegs;
2008                 return;
2009         }
2010         *maxsegs = rt->rt_rmx.rmx_iwmaxsegs;
2011         *capsegs = rt->rt_rmx.rmx_iwcapsegs;
2012 }
2013
2014 u_long
2015 tcp_initial_window(struct tcpcb *tp)
2016 {
2017         if (tcp_do_rfc3390) {
2018                 /*
2019                  * RFC3390:
2020                  * "If the SYN or SYN/ACK is lost, the initial window
2021                  *  used by a sender after a correctly transmitted SYN
2022                  *  MUST be one segment consisting of MSS bytes."
2023                  *
2024                  * However, we do something a little bit more aggressive
2025                  * then RFC3390 here:
2026                  * - Only if time spent in the SYN or SYN|ACK retransmition
2027                  *   >= 3 seconds, the IW is reduced.  We do this mainly
2028                  *   because when RFC3390 is published, the initial RTO is
2029                  *   still 3 seconds (the threshold we test here), while
2030                  *   after RFC6298, the initial RTO is 1 second.  This
2031                  *   behaviour probably still falls within the spirit of
2032                  *   RFC3390.
2033                  * - When IW is reduced, 2*MSS is used instead of 1*MSS.
2034                  *   Mainly to avoid sender and receiver deadlock until
2035                  *   delayed ACK timer expires.  And even RFC2581 does not
2036                  *   try to reduce IW upon SYN or SYN|ACK retransmition
2037                  *   timeout.
2038                  *
2039                  * See also:
2040                  * http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-tcpm-initcwnd-03
2041                  */
2042                 if (tp->t_rxtsyn >= TCPTV_RTOBASE3) {
2043                         return (2 * tp->t_maxseg);
2044                 } else {
2045                         u_long maxsegs, capsegs;
2046
2047                         tcp_rmx_iwsegs(tp, &maxsegs, &capsegs);
2048                         return min(maxsegs * tp->t_maxseg,
2049                                    max(2 * tp->t_maxseg, capsegs * 1460));
2050                 }
2051         } else {
2052                 /*
2053                  * Even RFC2581 (back to 1999) allows 2*SMSS IW.
2054                  *
2055                  * Mainly to avoid sender and receiver deadlock
2056                  * until delayed ACK timer expires.
2057                  */
2058                 return (2 * tp->t_maxseg);
2059         }
2060 }
2061
2062 #ifdef TCP_SIGNATURE
2063 /*
2064  * Compute TCP-MD5 hash of a TCP segment. (RFC2385)
2065  *
2066  * We do this over ip, tcphdr, segment data, and the key in the SADB.
2067  * When called from tcp_input(), we can be sure that th_sum has been
2068  * zeroed out and verified already.
2069  *
2070  * Return 0 if successful, otherwise return -1.
2071  *
2072  * XXX The key is retrieved from the system's PF_KEY SADB, by keying a
2073  * search with the destination IP address, and a 'magic SPI' to be
2074  * determined by the application. This is hardcoded elsewhere to 1179
2075  * right now. Another branch of this code exists which uses the SPD to
2076  * specify per-application flows but it is unstable.
2077  */
2078 int
2079 tcpsignature_compute(
2080         struct mbuf *m,         /* mbuf chain */
2081         int len,                /* length of TCP data */
2082         int optlen,             /* length of TCP options */
2083         u_char *buf,            /* storage for MD5 digest */
2084         u_int direction)        /* direction of flow */
2085 {
2086         struct ippseudo ippseudo;
2087         MD5_CTX ctx;
2088         int doff;
2089         struct ip *ip;
2090         struct ipovly *ipovly;
2091         struct secasvar *sav;
2092         struct tcphdr *th;
2093 #ifdef INET6
2094         struct ip6_hdr *ip6;
2095         struct in6_addr in6;
2096         uint32_t plen;
2097         uint16_t nhdr;
2098 #endif /* INET6 */
2099         u_short savecsum;
2100
2101         KASSERT(m != NULL, ("passed NULL mbuf. Game over."));
2102         KASSERT(buf != NULL, ("passed NULL storage pointer for MD5 signature"));
2103         /*
2104          * Extract the destination from the IP header in the mbuf.
2105          */
2106         ip = mtod(m, struct ip *);
2107 #ifdef INET6
2108         ip6 = NULL;     /* Make the compiler happy. */
2109 #endif /* INET6 */
2110         /*
2111          * Look up an SADB entry which matches the address found in
2112          * the segment.
2113          */
2114         switch (IP_VHL_V(ip->ip_vhl)) {
2115         case IPVERSION:
2116                 sav = key_allocsa(AF_INET, (caddr_t)&ip->ip_src, (caddr_t)&ip->ip_dst,
2117                                 IPPROTO_TCP, htonl(TCP_SIG_SPI));
2118                 break;
2119 #ifdef INET6
2120         case (IPV6_VERSION >> 4):
2121                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
2122                 sav = key_allocsa(AF_INET6, (caddr_t)&ip6->ip6_src, (caddr_t)&ip6->ip6_dst,
2123                                 IPPROTO_TCP, htonl(TCP_SIG_SPI));
2124                 break;
2125 #endif /* INET6 */
2126         default:
2127                 return (EINVAL);
2128                 /* NOTREACHED */
2129                 break;
2130         }
2131         if (sav == NULL) {
2132                 kprintf("%s: SADB lookup failed\n", __func__);
2133                 return (EINVAL);
2134         }
2135         MD5Init(&ctx);
2136
2137         /*
2138          * Step 1: Update MD5 hash with IP pseudo-header.
2139          *
2140          * XXX The ippseudo header MUST be digested in network byte order,
2141          * or else we'll fail the regression test. Assume all fields we've
2142          * been doing arithmetic on have been in host byte order.
2143          * XXX One cannot depend on ipovly->ih_len here. When called from
2144          * tcp_output(), the underlying ip_len member has not yet been set.
2145          */
2146         switch (IP_VHL_V(ip->ip_vhl)) {
2147         case IPVERSION:
2148                 ipovly = (struct ipovly *)ip;
2149                 ippseudo.ippseudo_src = ipovly->ih_src;
2150                 ippseudo.ippseudo_dst = ipovly->ih_dst;
2151                 ippseudo.ippseudo_pad = 0;
2152                 ippseudo.ippseudo_p = IPPROTO_TCP;
2153                 ippseudo.ippseudo_len = htons(len + sizeof(struct tcphdr) + optlen);
2154                 MD5Update(&ctx, (char *)&ippseudo, sizeof(struct ippseudo));
2155                 th = (struct tcphdr *)((u_char *)ip + sizeof(struct ip));
2156                 doff = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr) + optlen;
2157                 break;
2158 #ifdef INET6
2159         /*
2160          * RFC 2385, 2.0  Proposal
2161          * For IPv6, the pseudo-header is as described in RFC 2460, namely the
2162          * 128-bit source IPv6 address, 128-bit destination IPv6 address, zero-
2163          * extended next header value (to form 32 bits), and 32-bit segment
2164          * length.
2165          * Note: Upper-Layer Packet Length comes before Next Header.
2166          */
2167         case (IPV6_VERSION >> 4):
2168                 in6 = ip6->ip6_src;
2169                 in6_clearscope(&in6);
2170                 MD5Update(&ctx, (char *)&in6, sizeof(struct in6_addr));
2171                 in6 = ip6->ip6_dst;
2172                 in6_clearscope(&in6);
2173                 MD5Update(&ctx, (char *)&in6, sizeof(struct in6_addr));
2174                 plen = htonl(len + sizeof(struct tcphdr) + optlen);
2175                 MD5Update(&ctx, (char *)&plen, sizeof(uint32_t));
2176                 nhdr = 0;
2177                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2178                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2179                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2180                 nhdr = IPPROTO_TCP;
2181                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2182                 th = (struct tcphdr *)((u_char *)ip6 + sizeof(struct ip6_hdr));
2183                 doff = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) + optlen;
2184                 break;
2185 #endif /* INET6 */
2186         default:
2187                 return (EINVAL);
2188                 /* NOTREACHED */
2189                 break;
2190         }
2191         /*
2192          * Step 2: Update MD5 hash with TCP header, excluding options.
2193          * The TCP checksum must be set to zero.
2194          */
2195         savecsum = th->th_sum;
2196         th->th_sum = 0;
2197         MD5Update(&ctx, (char *)th, sizeof(struct tcphdr));
2198         th->th_sum = savecsum;
2199         /*
2200          * Step 3: Update MD5 hash with TCP segment data.
2201          *         Use m_apply() to avoid an early m_pullup().
2202          */
2203         if (len > 0)
2204                 m_apply(m, doff, len, tcpsignature_apply, &ctx);
2205         /*
2206          * Step 4: Update MD5 hash with shared secret.
2207          */
2208         MD5Update(&ctx, _KEYBUF(sav->key_auth), _KEYLEN(sav->key_auth));
2209         MD5Final(buf, &ctx);
2210         key_sa_recordxfer(sav, m);
2211         key_freesav(sav);
2212         return (0);
2213 }
2214
2215 int
2216 tcpsignature_apply(void *fstate, void *data, unsigned int len)
2217 {
2218
2219         MD5Update((MD5_CTX *)fstate, (unsigned char *)data, len);
2220         return (0);
2221 }
2222 #endif /* TCP_SIGNATURE */