Merge from vendor branch CVS:
[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) 2003, 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
36  *
37  * License terms: all terms for the DragonFly license above plus the following:
38  *
39  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this software
40  *    must display the following acknowledgement:
41  *
42  *      This product includes software developed by Jeffrey M. Hsu
43  *      for the DragonFly Project.
44  *
45  *    This requirement may be waived with permission from Jeffrey Hsu.
46  *    This requirement will sunset and may be removed on July 8 2005,
47  *    after which the standard DragonFly license (as shown above) will
48  *    apply.
49  */
50
51 /*
52  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
53  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
54  *
55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
56  * modification, are permitted provided that the following conditions
57  * are met:
58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
63  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
64  *    must display the following acknowledgement:
65  *      This product includes software developed by the University of
66  *      California, Berkeley and its contributors.
67  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
68  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
69  *    without specific prior written permission.
70  *
71  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
72  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
73  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
74  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
75  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
76  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
77  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
78  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
79  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
80  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
81  * SUCH DAMAGE.
82  *
83  *      @(#)tcp_subr.c  8.2 (Berkeley) 5/24/95
84  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.73.2.31 2003/01/24 05:11:34 sam Exp $
85  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.41 2004/12/16 03:37:30 dillon Exp $
86  */
87
88 #include "opt_compat.h"
89 #include "opt_inet6.h"
90 #include "opt_ipsec.h"
91 #include "opt_tcpdebug.h"
92
93 #include <sys/param.h>
94 #include <sys/systm.h>
95 #include <sys/callout.h>
96 #include <sys/kernel.h>
97 #include <sys/sysctl.h>
98 #include <sys/malloc.h>
99 #include <sys/mpipe.h>
100 #include <sys/mbuf.h>
101 #ifdef INET6
102 #include <sys/domain.h>
103 #endif
104 #include <sys/proc.h>
105 #include <sys/socket.h>
106 #include <sys/socketvar.h>
107 #include <sys/protosw.h>
108 #include <sys/random.h>
109 #include <sys/in_cksum.h>
110
111 #include <vm/vm_zone.h>
112
113 #include <net/route.h>
114 #include <net/if.h>
115 #include <net/netisr.h>
116
117 #define _IP_VHL
118 #include <netinet/in.h>
119 #include <netinet/in_systm.h>
120 #include <netinet/ip.h>
121 #include <netinet/ip6.h>
122 #include <netinet/in_pcb.h>
123 #include <netinet6/in6_pcb.h>
124 #include <netinet/in_var.h>
125 #include <netinet/ip_var.h>
126 #include <netinet6/ip6_var.h>
127 #include <netinet/tcp.h>
128 #include <netinet/tcp_fsm.h>
129 #include <netinet/tcp_seq.h>
130 #include <netinet/tcp_timer.h>
131 #include <netinet/tcp_var.h>
132 #include <netinet6/tcp6_var.h>
133 #include <netinet/tcpip.h>
134 #ifdef TCPDEBUG
135 #include <netinet/tcp_debug.h>
136 #endif
137 #include <netinet6/ip6protosw.h>
138
139 #ifdef IPSEC
140 #include <netinet6/ipsec.h>
141 #ifdef INET6
142 #include <netinet6/ipsec6.h>
143 #endif
144 #endif
145
146 #ifdef FAST_IPSEC
147 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
148 #ifdef INET6
149 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
150 #endif
151 #define IPSEC
152 #endif
153
154 #include <sys/md5.h>
155
156 #include <sys/msgport2.h>
157
158 #include <machine/smp.h>
159
160 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
161 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
162
163 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
164 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW, 
165     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
166
167 #ifdef INET6
168 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
169 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
170     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
171 #endif
172
173 #if 0
174 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
175 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW, 
176     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
177 #endif
178
179 int tcp_do_rfc1323 = 1;
180 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW, 
181     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
182
183 int tcp_do_rfc1644 = 0;
184 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1644, rfc1644, CTLFLAG_RW, 
185     &tcp_do_rfc1644, 0, "Enable rfc1644 (TTCP) extensions");
186
187 static int tcp_tcbhashsize = 0;
188 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
189      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
190
191 static int do_tcpdrain = 1;
192 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
193      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
194
195 /* XXX JH */
196 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD, 
197     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
198
199 static int icmp_may_rst = 1;
200 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0, 
201     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
202
203 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
204 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
205     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
206
207 /*
208  * TCP bandwidth limiting sysctls.  Note that the default lower bound of 
209  * 1024 exists only for debugging.  A good production default would be 
210  * something like 6100.
211  */
212 static int tcp_inflight_enable = 0;
213 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
214     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
215
216 static int tcp_inflight_debug = 0;
217 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
218     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
219
220 static int tcp_inflight_min = 6144;
221 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
222     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
223
224 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
225 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
226     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
227
228 static int tcp_inflight_stab = 20;
229 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
230     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 2 packets)");
231
232 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
233 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
234
235 static void tcp_willblock(void);
236 static void tcp_cleartaocache (void);
237 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
238
239 struct tcp_stats tcpstats_ary[MAXCPU];
240 #ifdef SMP
241 static int
242 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
243 {
244         int cpu, error = 0;
245
246         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
247                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, (void *)&tcpstats_ary[cpu],
248                                         sizeof(struct tcp_stats))))
249                         break;
250                 if ((error = SYSCTL_IN(req, (void *)&tcpstats_ary[cpu],
251                                        sizeof(struct tcp_stats))))
252                         break;
253         }
254
255         return (error);
256 }
257 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
258     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
259 #else
260 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
261     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
262 #endif
263
264 /*
265  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
266  *
267  * Note that this can be overridden by the kernel environment
268  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
269  */
270 #ifndef TCBHASHSIZE
271 #define TCBHASHSIZE     512
272 #endif
273
274 /*
275  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
276  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
277  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
278  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
279  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
280  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
281  */
282 #define ALIGNMENT       32
283 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
284 struct  inp_tp {
285         union {
286                 struct  inpcb inp;
287                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
288         } inp_tp_u;
289         struct  tcpcb tcb;
290         struct  callout inp_tp_rexmt, inp_tp_persist, inp_tp_keep, inp_tp_2msl;
291         struct  callout inp_tp_delack;
292 };
293 #undef ALIGNMENT
294 #undef ALIGNM1
295
296 /*
297  * Tcp initialization
298  */
299 void
300 tcp_init()
301 {
302         struct inpcbporthead *porthashbase;
303         u_long porthashmask;
304         struct vm_zone *ipi_zone;
305         int hashsize = TCBHASHSIZE;
306         int cpu;
307
308         /*
309          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
310          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
311          */
312         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
313                     25, -1, 0, NULL);
314
315         tcp_ccgen = 1;
316         tcp_cleartaocache();
317
318         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
319         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
320         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
321         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
322         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
323         tcp_msl = TCPTV_MSL;
324         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
325         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
326
327         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
328         if (!powerof2(hashsize)) {
329                 printf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
330                 hashsize = 512; /* safe default */
331         }
332         tcp_tcbhashsize = hashsize;
333         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
334         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
335                          ZONE_INTERRUPT, 0);
336
337         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
338                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
339                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
340                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
341                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
342                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
343                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
344                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
345                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
346                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
347                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
348         }
349
350         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
351         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
352
353 #ifdef INET6
354 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
355 #else
356 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
357 #endif
358         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
359                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
360         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
361                 panic("tcp_init");
362 #undef TCP_MINPROTOHDR
363
364         /*
365          * Initialize TCP statistics.
366          *
367          * It is layed out as an array which is has one element for UP,
368          * and SMP_MAXCPU elements for SMP.  This allows us to retain
369          * the access mechanism from userland for both UP and SMP.
370          */
371 #ifdef SMP
372         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
373                 bzero(&tcpstats_ary[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
374         }
375 #else
376         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
377 #endif
378
379         syncache_init();
380         tcp_sack_init();
381         tcp_thread_init();
382 }
383
384 void
385 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
386
387         struct netmsg *msg;
388
389         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, NULL))) {
390                 do {
391                         msg->nm_lmsg.ms_cmd.cm_func(&msg->nm_lmsg);
392                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
393                 tcp_willblock();
394         }
395 }
396
397 static void
398 tcp_willblock(void)
399 {
400         struct tcpcb *tp;
401         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
402
403         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
404                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
405                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
406                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
407                 tcp_output(tp);
408         }
409 }
410
411
412 /*
413  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
414  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
415  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
416  */
417 void
418 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
419 {
420         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
421         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
422
423 #ifdef INET6
424         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
425                 struct ip6_hdr *ip6;
426
427                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
428                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
429                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
430                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
431                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
432                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
433                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
434                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
435                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
436                 tcp_hdr->th_sum = 0;
437         } else
438 #endif
439         {
440                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
441
442                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
443                 ip->ip_tos = 0;
444                 ip->ip_len = 0;
445                 ip->ip_id = 0;
446                 ip->ip_off = 0;
447                 ip->ip_ttl = 0;
448                 ip->ip_sum = 0;
449                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
450                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
451                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
452                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
453                                     ip->ip_dst.s_addr,
454                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
455         }
456
457         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
458         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
459         tcp_hdr->th_seq = 0;
460         tcp_hdr->th_ack = 0;
461         tcp_hdr->th_x2 = 0;
462         tcp_hdr->th_off = 5;
463         tcp_hdr->th_flags = 0;
464         tcp_hdr->th_win = 0;
465         tcp_hdr->th_urp = 0;
466 }
467
468 /*
469  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
470  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
471  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
472  */
473 struct tcptemp *
474 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
475 {
476         struct tcptemp *tmp;
477
478         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
479                 return (NULL);
480         tcp_fillheaders(tp, (void *)&tmp->tt_ipgen, (void *)&tmp->tt_t);
481         return (tmp);
482 }
483
484 void
485 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
486 {
487         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
488 }
489
490 /*
491  * Send a single message to the TCP at address specified by
492  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
493  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
494  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
495  * template for a connection.  If flags are given then we send
496  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
497  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
498  *
499  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
500  * segment are as specified by the parameters.
501  *
502  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
503  */
504 void
505 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
506             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
507 {
508         int tlen;
509         int win = 0;
510         struct route *ro = NULL;
511         struct route sro;
512         struct ip *ip = ipgen;
513         struct tcphdr *nth;
514         int ipflags = 0;
515         struct route_in6 *ro6 = NULL;
516         struct route_in6 sro6;
517         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
518 #ifdef INET6
519         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
520 #else
521         const boolean_t isipv6 = FALSE;
522 #endif
523
524         if (tp != NULL) {
525                 if (!(flags & TH_RST)) {
526                         win = sbspace(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
527                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
528                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
529                 }
530                 if (isipv6)
531                         ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
532                 else
533                         ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
534         } else {
535                 if (isipv6) {
536                         ro6 = &sro6;
537                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
538                 } else {
539                         ro = &sro;
540                         bzero(ro, sizeof *ro);
541                 }
542         }
543         if (m == NULL) {
544                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
545                 if (m == NULL)
546                         return;
547                 tlen = 0;
548                 m->m_data += max_linkhdr;
549                 if (isipv6) {
550                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
551                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
552                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
553                 } else {
554                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
555                         ip = mtod(m, struct ip *);
556                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
557                 }
558                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
559                 flags = TH_ACK;
560         } else {
561                 m_freem(m->m_next);
562                 m->m_next = NULL;
563                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
564                 /* m_len is set later */
565                 tlen = 0;
566 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
567                 if (isipv6) {
568                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
569                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
570                 } else {
571                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
572                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
573                 }
574                 if (th != nth) {
575                         /*
576                          * this is usually a case when an extension header
577                          * exists between the IPv6 header and the
578                          * TCP header.
579                          */
580                         nth->th_sport = th->th_sport;
581                         nth->th_dport = th->th_dport;
582                 }
583                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
584 #undef xchg
585         }
586         if (isipv6) {
587                 ip6->ip6_flow = 0;
588                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
589                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
590                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
591                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
592         } else {
593                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
594                 ip->ip_len = tlen;
595                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
596         }
597         m->m_len = tlen;
598         m->m_pkthdr.len = tlen;
599         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *) NULL;
600         nth->th_seq = htonl(seq);
601         nth->th_ack = htonl(ack);
602         nth->th_x2 = 0;
603         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
604         nth->th_flags = flags;
605         if (tp != NULL)
606                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
607         else
608                 nth->th_win = htons((u_short)win);
609         nth->th_urp = 0;
610         if (isipv6) {
611                 nth->th_sum = 0;
612                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
613                                         sizeof(struct ip6_hdr),
614                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
615                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
616                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
617                                                    ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
618         } else {
619                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
620                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
621                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
622                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
623         }
624 #ifdef TCPDEBUG
625         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
626                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
627 #endif
628         if (isipv6) {
629                 (void)ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
630                                  tp ? tp->t_inpcb : NULL);
631                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
632                         RTFREE(ro6->ro_rt);
633                         ro6->ro_rt = NULL;
634                 }
635         } else {
636                 (void)ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL,
637                                 tp ? tp->t_inpcb : NULL);
638                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
639                         RTFREE(ro->ro_rt);
640                         ro->ro_rt = NULL;
641                 }
642         }
643 }
644
645 /*
646  * Create a new TCP control block, making an
647  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
648  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
649  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
650  */
651 struct tcpcb *
652 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
653 {
654         struct inp_tp *it;
655         struct tcpcb *tp;
656 #ifdef INET6
657         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
658 #else
659         const boolean_t isipv6 = FALSE;
660 #endif
661
662         it = (struct inp_tp *)inp;
663         tp = &it->tcb;
664         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
665         LIST_INIT(&tp->t_segq);
666         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
667
668         /* Set up our timeouts. */
669         callout_init(tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt);
670         callout_init(tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist);
671         callout_init(tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep);
672         callout_init(tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl);
673         callout_init(tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack);
674
675         if (tcp_do_rfc1323)
676                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
677         if (tcp_do_rfc1644)
678                 tp->t_flags |= TF_REQ_CC;
679         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
680         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
681         /*
682          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
683          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
684          * reasonable initial retransmit time.
685          */
686         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
687         tp->t_rttvar =
688             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
689         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
690         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
691         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
692         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
693         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
694         tp->t_rcvtime = ticks;
695         /*
696          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
697          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
698          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
699          */
700         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
701         inp->inp_ppcb = (caddr_t)tp;
702         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
703         return (tp);            /* XXX */
704 }
705
706 /*
707  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
708  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
709  */
710 struct tcpcb *
711 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int errno)
712 {
713         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
714
715         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
716                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
717                 (void) tcp_output(tp);
718                 tcpstat.tcps_drops++;
719         } else
720                 tcpstat.tcps_conndrops++;
721         if (errno == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
722                 errno = tp->t_softerror;
723         so->so_error = errno;
724         return (tcp_close(tp));
725 }
726
727 #ifdef SMP
728
729 struct netmsg_remwildcard {
730         struct lwkt_msg         nm_lmsg;
731         struct inpcb            *nm_inp;
732         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
733 #if defined(INET6)
734         int                     nm_isinet6;
735 #else
736         int                     nm_unused01;
737 #endif
738 };
739
740 /*
741  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
742  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
743  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
744  */
745 static int
746 in_pcbremwildcardhash_handler(struct lwkt_msg *msg0)
747 {
748         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
749         int cpu;
750
751         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
752
753         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
754                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
755 #ifdef INET6
756                 if (msg->nm_isinet6)
757                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
758                 else
759 #endif
760                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
761                 lwkt_replymsg(&msg->nm_lmsg, 0);
762         } else {
763                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
764                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
765                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
766                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_lmsg);
767         }
768         return (EASYNC);
769 }
770
771 #endif
772
773 /*
774  * Close a TCP control block:
775  *      discard all space held by the tcp
776  *      discard internet protocol block
777  *      wake up any sleepers
778  */
779 struct tcpcb *
780 tcp_close(struct tcpcb *tp)
781 {
782         struct tseg_qent *q;
783         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
784         struct socket *so = inp->inp_socket;
785         struct rtentry *rt;
786         boolean_t dosavessthresh;
787 #ifdef SMP
788         int cpu;
789 #endif
790 #ifdef INET6
791         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
792         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
793 #else
794         const boolean_t isipv6 = FALSE;
795 #endif
796
797         /*
798          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
799          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
800          * messing with it, though it should be noted that this change may
801          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
802          * hash removal.
803          *
804          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
805          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
806          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
807          */
808         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
809         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
810
811         /*
812          * Make sure that all of our timers are stopped before we
813          * delete the PCB.
814          */
815         callout_stop(tp->tt_rexmt);
816         callout_stop(tp->tt_persist);
817         callout_stop(tp->tt_keep);
818         callout_stop(tp->tt_2msl);
819         callout_stop(tp->tt_delack);
820
821         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
822                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
823                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
824                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
825         }
826
827         /*
828          * If we got enough samples through the srtt filter,
829          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
830          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
831          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
832          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
833          * we could save a very bogus rtt.
834          *
835          * Don't update the default route's characteristics and don't
836          * update anything that the user "locked".
837          */
838         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
839                 u_long i = 0;
840
841                 if (isipv6) {
842                         struct sockaddr_in6 *sin6;
843
844                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
845                                 goto no_valid_rt;
846                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
847                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
848                                 goto no_valid_rt;
849                 } else
850                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
851                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
852                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
853                                 goto no_valid_rt;
854
855                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
856                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
857                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
858                                 /*
859                                  * filter this update to half the old & half
860                                  * the new values, converting scale.
861                                  * See route.h and tcp_var.h for a
862                                  * description of the scaling constants.
863                                  */
864                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
865                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
866                         else
867                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
868                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
869                 }
870                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
871                         i = tp->t_rttvar *
872                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
873                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
874                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
875                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
876                         else
877                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
878                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
879                 }
880                 /*
881                  * The old comment here said:
882                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
883                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
884                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
885                  * before we start updating, then update on both good
886                  * and bad news.
887                  *
888                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
889                  * specified explicitly in the route, because such
890                  * connections still have an implicit pipesize specified
891                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
892                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
893                  */
894                 i = tp->snd_ssthresh;
895                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
896                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
897                 else
898                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.sb_hiwat/2);
899                 if (dosavessthresh ||
900                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
901                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
902                         /*
903                          * convert the limit from user data bytes to
904                          * packets then to packet data bytes.
905                          */
906                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
907                         if (i < 2)
908                                 i = 2;
909                         i *= tp->t_maxseg +
910                              (isipv6 ?
911                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
912                               sizeof(struct tcpiphdr));
913                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
914                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
915                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
916                         else
917                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
918                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
919                 }
920         }
921
922 no_valid_rt:
923         /* free the reassembly queue, if any */
924         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
925                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
926                 m_freem(q->tqe_m);
927                 FREE(q, M_TSEGQ);
928                 tcp_reass_qsize--;
929         }
930         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
931         if (TCP_DO_SACK(tp))
932                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
933
934         inp->inp_ppcb = NULL;
935         soisdisconnected(so);
936         /*
937          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
938          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
939          * for each protocol thread and must be removed in the context of
940          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
941          * through the cpus.
942          *
943          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
944          * the any hashes still present for this inp.
945          */
946 #ifdef SMP
947         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
948                 struct netmsg_remwildcard *msg;
949
950                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
951                 msg = malloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
952                             M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
953                 lwkt_initmsg(&msg->nm_lmsg, &netisr_afree_rport, 0,
954                     lwkt_cmd_func(in_pcbremwildcardhash_handler),
955                     lwkt_cmd_op_none);
956 #ifdef INET6
957                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
958 #endif
959                 msg->nm_inp = inp;
960                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
961                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_lmsg);
962         } else 
963 #endif
964         {
965                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
966 #ifdef INET6
967                 if (isafinet6)
968                         in6_pcbdetach(inp);
969                 else
970 #endif
971                         in_pcbdetach(inp);
972         }
973         tcpstat.tcps_closed++;
974         return (NULL);
975 }
976
977 static __inline void
978 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
979 {
980         struct inpcb *inpb;
981         struct tcpcb *tcpb;
982         struct tseg_qent *te;
983
984         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
985                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
986                         continue;
987                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
988                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
989                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
990                                 m_freem(te->tqe_m);
991                                 FREE(te, M_TSEGQ);
992                                 tcp_reass_qsize--;
993                         }
994                 }
995         }
996 }
997
998 #ifdef SMP
999 struct netmsg_tcp_drain {
1000         struct lwkt_msg         nm_lmsg;
1001         struct inpcbhead        *nm_head;
1002 };
1003
1004 static int
1005 tcp_drain_handler(lwkt_msg_t lmsg)
1006 {
1007         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)lmsg;
1008
1009         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1010         lwkt_replymsg(lmsg, 0);
1011         return(EASYNC);
1012 }
1013 #endif
1014
1015 void
1016 tcp_drain()
1017 {
1018 #ifdef SMP
1019         int cpu;
1020 #endif
1021
1022         if (!do_tcpdrain)
1023                 return;
1024
1025         /*
1026          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1027          * if there is one...
1028          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1029          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1030          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1031          *      useful.
1032          */
1033 #ifdef SMP
1034         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1035                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1036
1037                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1038                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1039                 } else {
1040                         msg = malloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1041                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1042                         if (msg == NULL)
1043                                 continue;
1044                         lwkt_initmsg(&msg->nm_lmsg, &netisr_afree_rport, 0,
1045                                 lwkt_cmd_func(tcp_drain_handler),
1046                                 lwkt_cmd_op_none);
1047                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1048                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_lmsg);
1049                 }
1050         }
1051 #else
1052         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1053 #endif
1054 }
1055
1056 /*
1057  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1058  * store error as soft error, but wake up user
1059  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1060  *
1061  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1062  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1063  */
1064 static void
1065 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1066 {
1067         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1068
1069         /*
1070          * Ignore some errors if we are hooked up.
1071          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1072          * and receives a second error, give up now.  This is better
1073          * than waiting a long time to establish a connection that
1074          * can never complete.
1075          */
1076         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1077              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1078               error == EHOSTDOWN)) {
1079                 return;
1080         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1081             tp->t_softerror)
1082                 tcp_drop(tp, error);
1083         else
1084                 tp->t_softerror = error;
1085 #if 0
1086         wakeup((caddr_t) &so->so_timeo);
1087         sorwakeup(so);
1088         sowwakeup(so);
1089 #endif
1090 }
1091
1092 static int
1093 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1094 {
1095         int error, i, n;
1096         struct inpcb *marker;
1097         struct inpcb *inp;
1098         inp_gen_t gencnt;
1099         struct xinpgen xig;
1100         globaldata_t gd;
1101         int origcpu, ccpu;
1102
1103         error = 0;
1104         n = 0;
1105
1106         /*
1107          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1108          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1109          */
1110         if (req->oldptr == NULL) {
1111                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1112                         gd = globaldata_find(ccpu);
1113                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1114                 }
1115                 req->oldidx = 2 * ncpus * (sizeof xig) +
1116                   (n + n/8) * sizeof(struct xtcpcb);
1117                 return (0);
1118         }
1119
1120         if (req->newptr != NULL)
1121                 return (EPERM);
1122
1123         marker = malloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1124         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1125
1126         /*
1127          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1128          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a 
1129          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1130          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1131          * cpu to avoid races).
1132          */
1133         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1134         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1135                 globaldata_t rgd;
1136                 caddr_t inp_ppcb;
1137                 struct xtcpcb xt;
1138                 int cpu_id;
1139
1140                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1141                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1142                         continue;
1143                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1144                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1145
1146                 /* indicate change of CPU */
1147                 cpu_mb1();
1148
1149                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1150                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1151
1152                 xig.xig_len = sizeof xig;
1153                 xig.xig_count = n;
1154                 xig.xig_gen = gencnt;
1155                 xig.xig_sogen = so_gencnt;
1156                 xig.xig_cpu = cpu_id;
1157                 error = SYSCTL_OUT(req, &xig, sizeof xig);
1158                 if (error != 0)
1159                         break;
1160
1161                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1162                 i = 0;
1163                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1164                         /*
1165                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1166                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1167                          */
1168                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1169                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1170
1171                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1172                                 continue;
1173                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1174                                 continue;
1175                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1176                                 continue;
1177
1178                         xt.xt_len = sizeof xt;
1179                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1180                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1181                         if (inp_ppcb != NULL)
1182                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1183                         else
1184                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1185                         if (inp->inp_socket)
1186                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1187                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1188                                 break;
1189                         ++i;
1190                 }
1191                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1192                 if (error == 0 && i < n) {
1193                         bzero(&xt, sizeof(xt));
1194                         xt.xt_len = sizeof(xt);
1195                         while (i < n) {
1196                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof (xt));
1197                                 if (error)
1198                                         break;
1199                                 ++i;
1200                         }
1201                 }
1202                 if (error == 0) {
1203                         /*
1204                          * Give the user an updated idea of our state.
1205                          * If the generation differs from what we told
1206                          * her before, she knows that something happened
1207                          * while we were processing this request, and it
1208                          * might be necessary to retry.
1209                          */
1210                         xig.xig_gen = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1211                         xig.xig_sogen = so_gencnt;
1212                         xig.xig_count = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1213                         error = SYSCTL_OUT(req, &xig, sizeof xig);
1214                 }
1215         }
1216
1217         /*
1218          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1219          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1220          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1221          * on a different cpu.
1222          */
1223         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1224         free(marker, M_TEMP);
1225         return (error);
1226 }
1227
1228 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1229             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1230
1231 static int
1232 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1233 {
1234         struct sockaddr_in addrs[2];
1235         struct inpcb *inp;
1236         int cpu;
1237         int error, s;
1238
1239         error = suser(req->td);
1240         if (error != 0)
1241                 return (error);
1242         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1243         if (error != 0)
1244                 return (error);
1245         s = splnet();
1246
1247         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1248             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1249         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1250             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1251         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1252                 error = ENOENT;
1253                 goto out;
1254         }
1255         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1256 out:
1257         splx(s);
1258         return (error);
1259 }
1260
1261 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1262     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1263
1264 #ifdef INET6
1265 static int
1266 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1267 {
1268         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1269         struct inpcb *inp;
1270         int error, s;
1271         boolean_t mapped = FALSE;
1272
1273         error = suser(req->td);
1274         if (error != 0)
1275                 return (error);
1276         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1277         if (error != 0)
1278                 return (error);
1279         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1280                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1281                         mapped = TRUE;
1282                 else
1283                         return (EINVAL);
1284         }
1285         s = splnet();
1286         if (mapped) {
1287                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1288                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1289                     addrs[1].sin6_port,
1290                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1291                     addrs[0].sin6_port,
1292                     0, NULL);
1293         } else {
1294                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1295                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1296                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1297                     0, NULL);
1298         }
1299         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1300                 error = ENOENT;
1301                 goto out;
1302         }
1303         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1304 out:
1305         splx(s);
1306         return (error);
1307 }
1308
1309 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1310             0, 0,
1311             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1312 #endif
1313
1314 void
1315 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1316 {
1317         struct ip *ip = vip;
1318         struct tcphdr *th;
1319         struct in_addr faddr;
1320         struct inpcb *inp;
1321         struct tcpcb *tp;
1322         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1323         tcp_seq icmp_seq;
1324         int cpu;
1325         int s;
1326
1327         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1328         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1329                 return;
1330
1331         if (cmd == PRC_QUENCH)
1332                 notify = tcp_quench;
1333         else if (icmp_may_rst &&
1334                  (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB || cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1335                   cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1336                  ip != NULL)
1337                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1338         else if (cmd == PRC_MSGSIZE)
1339                 notify = tcp_mtudisc;
1340         else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1341                 ip = NULL;
1342                 notify = in_rtchange;
1343         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD)
1344                 ip = NULL;
1345         else if ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0)
1346                 return;
1347         if (ip != NULL) {
1348                 s = splnet();
1349                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1350                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1351                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1352                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1353                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1354                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1355                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1356                         icmp_seq = htonl(th->th_seq);
1357                         tp = intotcpcb(inp);
1358                         if (SEQ_GEQ(icmp_seq, tp->snd_una) &&
1359                             SEQ_LT(icmp_seq, tp->snd_max))
1360                                 (*notify)(inp, inetctlerrmap[cmd]);
1361                 } else {
1362                         struct in_conninfo inc;
1363
1364                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1365                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1366                         inc.inc_faddr = faddr;
1367                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1368 #ifdef INET6
1369                         inc.inc_isipv6 = 0;
1370 #endif
1371                         syncache_unreach(&inc, th);
1372                 }
1373                 splx(s);
1374         } else {
1375                 for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1376                         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[cpu].pcblisthead, faddr,
1377                                         inetctlerrmap[cmd], notify);
1378                 }
1379         }
1380 }
1381
1382 #ifdef INET6
1383 void
1384 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1385 {
1386         struct tcphdr th;
1387         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1388         struct ip6_hdr *ip6;
1389         struct mbuf *m;
1390         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1391         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1392         int off;
1393         struct tcp_portonly {
1394                 u_int16_t th_sport;
1395                 u_int16_t th_dport;
1396         } *thp;
1397
1398         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1399             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1400                 return;
1401
1402         if (cmd == PRC_QUENCH)
1403                 notify = tcp_quench;
1404         else if (cmd == PRC_MSGSIZE)
1405                 notify = tcp_mtudisc;
1406         else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1407                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0))
1408                 return;
1409
1410         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1411         if (d != NULL) {
1412                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1413                 m = ip6cp->ip6c_m;
1414                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1415                 off = ip6cp->ip6c_off;
1416                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1417         } else {
1418                 m = NULL;
1419                 ip6 = NULL;
1420                 off = 0;        /* fool gcc */
1421                 sa6_src = &sa6_any;
1422         }
1423
1424         if (ip6 != NULL) {
1425                 struct in_conninfo inc;
1426                 /*
1427                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1428                  * M and OFF are valid.
1429                  */
1430
1431                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1432                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1433                         return;
1434
1435                 bzero(&th, sizeof th);
1436                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1437
1438                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1439                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1440                     th.th_sport, cmd, notify);
1441
1442                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1443                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1444                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1445                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1446                 inc.inc_isipv6 = 1;
1447                 syncache_unreach(&inc, &th);
1448         } else
1449                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1450                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, notify);
1451 }
1452 #endif
1453
1454 /*
1455  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1456  *
1457  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1458  * 1.  In SYN-ACK packets.
1459  * 2.  In SYN packets.
1460  *
1461  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1462  * tcp_syncache.c for details.
1463  *
1464  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1465  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1466  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1467  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1468  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1469  *
1470  * Implementation details:
1471  *
1472  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1473  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1474  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1475  * before rollover.
1476  *
1477  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1478  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1479  * as reseeding should not be necessary.
1480  *
1481  */
1482
1483 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1484
1485 u_char isn_secret[32];
1486 int isn_last_reseed;
1487 MD5_CTX isn_ctx;
1488
1489 tcp_seq
1490 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1491 {
1492         u_int32_t md5_buffer[4];
1493         tcp_seq new_isn;
1494
1495         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1496         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1497              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1498                 < (u_int)ticks))) {
1499                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1500                 isn_last_reseed = ticks;
1501         }
1502
1503         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1504         MD5Init(&isn_ctx);
1505         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1506         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1507 #ifdef INET6
1508         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1509                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1510                           sizeof(struct in6_addr));
1511                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1512                           sizeof(struct in6_addr));
1513         } else
1514 #endif
1515         {
1516                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1517                           sizeof(struct in_addr));
1518                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1519                           sizeof(struct in_addr));
1520         }
1521         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1522         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1523         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1524         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1525         return (new_isn);
1526 }
1527
1528 /*
1529  * When a source quench is received, close congestion window
1530  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1531  */
1532 void
1533 tcp_quench(struct inpcb *inp, int errno)
1534 {
1535         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1536
1537         if (tp != NULL)
1538                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1539 }
1540
1541 /*
1542  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1543  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1544  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1545  */
1546 void
1547 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int errno)
1548 {
1549         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1550
1551         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1552                 tcp_drop(tp, errno);
1553 }
1554
1555 /*
1556  * When `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1557  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1558  * since we know the packet we just sent was dropped.
1559  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1560  */
1561 void
1562 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int errno)
1563 {
1564         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1565         struct rtentry *rt;
1566         struct rmxp_tao *taop;
1567         struct socket *so = inp->inp_socket;
1568         int offered;
1569         int mss;
1570 #ifdef INET6
1571         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1572 #else
1573         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1574 #endif
1575
1576         if (tp != NULL) {
1577                 if (isipv6)
1578                         rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1579                 else
1580                         rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1581                 if (rt == NULL || rt->rt_rmx.rmx_mtu == 0) {
1582                         tp->t_maxopd = tp->t_maxseg =
1583                             isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
1584                         return;
1585                 }
1586                 taop = rmx_taop(rt->rt_rmx);
1587                 offered = taop->tao_mssopt;
1588                 mss = rt->rt_rmx.rmx_mtu -
1589                         (isipv6 ?
1590                          sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1591                          sizeof(struct tcpiphdr));
1592
1593                 if (offered != 0)
1594                         mss = min(mss, offered);
1595                 /*
1596                  * XXX - The above conditional probably violates the TCP
1597                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1598                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1599                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1600                  * never actually take place, because the conservative
1601                  * default is much less than the MTUs typically seen
1602                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1603                  * this under the carpet.
1604                  *
1605                  * The conservative default might not actually be a problem
1606                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1607                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1608                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1609                  * will get recorded and the new parameters should get
1610                  * recomputed.  For Further Study.
1611                  */
1612                 if (tp->t_maxopd <= mss)
1613                         return;
1614                 tp->t_maxopd = mss;
1615
1616                 if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
1617                     (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP) == TF_RCVD_TSTMP)
1618                         mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1619                 if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
1620                     (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) == TF_RCVD_CC)
1621                         mss -= TCPOLEN_CC_APPA;
1622 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0
1623                 if (mss > MCLBYTES)
1624                         mss &= ~(MCLBYTES - 1);
1625 #else
1626                 if (mss > MCLBYTES)
1627                         mss = mss / MCLBYTES * MCLBYTES;
1628 #endif
1629                 if (so->so_snd.sb_hiwat < mss)
1630                         mss = so->so_snd.sb_hiwat;
1631
1632                 tp->t_maxseg = mss;
1633
1634                 tcpstat.tcps_mturesent++;
1635                 tp->t_rtttime = 0;
1636                 tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1637                 tcp_output(tp);
1638         }
1639 }
1640
1641 /*
1642  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1643  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1644  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1645  * to get the interface MTU.
1646  */
1647 struct rtentry *
1648 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1649 {
1650         struct route *ro;
1651         struct rtentry *rt;
1652
1653         ro = &inc->inc_route;
1654         rt = ro->ro_rt;
1655         if (rt == NULL || !(rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1656                 /* No route yet, so try to acquire one */
1657                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1658                         /*
1659                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1660                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1661                          */
1662                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1663                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1664                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1665                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1666                             inc->inc_faddr;
1667                         rtalloc(ro);
1668                         rt = ro->ro_rt;
1669                 }
1670         }
1671         return (rt);
1672 }
1673
1674 #ifdef INET6
1675 struct rtentry *
1676 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1677 {
1678         struct route_in6 *ro6;
1679         struct rtentry *rt;
1680
1681         ro6 = &inc->inc6_route;
1682         rt = ro6->ro_rt;
1683         if (rt == NULL || !(rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1684                 /* No route yet, so try to acquire one */
1685                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1686                         /*
1687                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1688                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1689                          */
1690                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1691                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1692                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1693                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1694                         rtalloc((struct route *)ro6);
1695                         rt = ro6->ro_rt;
1696                 }
1697         }
1698         return (rt);
1699 }
1700 #endif
1701
1702 #ifdef IPSEC
1703 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1704 size_t
1705 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1706 {
1707         struct inpcb *inp;
1708         struct mbuf *m;
1709         size_t hdrsiz;
1710         struct ip *ip;
1711         struct tcphdr *th;
1712
1713         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1714                 return (0);
1715         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1716         if (!m)
1717                 return (0);
1718
1719 #ifdef INET6
1720         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1721                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1722
1723                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1724                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1725                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1726                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1727                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1728         } else
1729 #endif
1730         {
1731                 ip = mtod(m, struct ip *);
1732                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1733                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1734                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1735                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1736         }
1737
1738         m_free(m);
1739         return (hdrsiz);
1740 }
1741 #endif
1742
1743 /*
1744  * Return a pointer to the cached information about the remote host.
1745  * The cached information is stored in the protocol specific part of
1746  * the route metrics.
1747  */
1748 struct rmxp_tao *
1749 tcp_gettaocache(struct in_conninfo *inc)
1750 {
1751         struct rtentry *rt;
1752
1753 #ifdef INET6
1754         if (inc->inc_isipv6)
1755                 rt = tcp_rtlookup6(inc);
1756         else
1757 #endif
1758                 rt = tcp_rtlookup(inc);
1759
1760         /* Make sure this is a host route and is up. */
1761         if (rt == NULL ||
1762             (rt->rt_flags & (RTF_UP | RTF_HOST)) != (RTF_UP | RTF_HOST))
1763                 return (NULL);
1764
1765         return (rmx_taop(rt->rt_rmx));
1766 }
1767
1768 /*
1769  * Clear all the TAO cache entries, called from tcp_init.
1770  *
1771  * XXX
1772  * This routine is just an empty one, because we assume that the routing
1773  * routing tables are initialized at the same time when TCP, so there is
1774  * nothing in the cache left over.
1775  */
1776 static void
1777 tcp_cleartaocache()
1778 {
1779 }
1780
1781 /*
1782  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1783  *
1784  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1785  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1786  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1787  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1788  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1789  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1790  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1791  * side of the connection.
1792  *
1793  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1794  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP 
1795  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1796  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1797  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1798  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1799  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1800  * all available buffer space not only on the local interface, but on 
1801  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1802  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1803  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1804  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1805  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1806  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1807  * resources.
1808  *
1809  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1810  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1811  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1812  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1813  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1814  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1815  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1816  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1817  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1818  * implementing the same algorithm.
1819  *
1820  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1821  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1822  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially 
1823  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1824  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1825  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1826  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1827  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1828  * which to extend the algorithm.
1829  */
1830 void
1831 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1832 {
1833         u_long bw;
1834         u_long bwnd;
1835         int save_ticks;
1836         int delta_ticks;
1837
1838         /*
1839          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1840          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1841          */
1842         if (!tcp_inflight_enable) {
1843                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1844                 tp->snd_bandwidth = 0;
1845                 return;
1846         }
1847
1848         /*
1849          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1850          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1851          */
1852         save_ticks = ticks;
1853         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1854         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1855                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1856                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1857                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1858                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1859                 return;
1860         }
1861         if (delta_ticks == 0)
1862                 return;
1863
1864         /*
1865          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1866          */
1867         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1868                 return;
1869
1870         /*
1871          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1872          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1873          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1874          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1875          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1876          * increases.
1877          */
1878         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1879         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1880         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1881         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1882
1883         tp->snd_bandwidth = bw;
1884
1885         /*
1886          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1887          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1888          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1889          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1890          *
1891          * Situations Handled:
1892          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1893          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1894          *          specified, and also does a good job preventing 
1895          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1896          *          (at least for the transmit side).
1897          *
1898          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1899          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1900          *          increases).
1901          *
1902          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1903          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1904          *          a little work).
1905          *
1906          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can 
1907          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1908          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1909          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1910          *          choice.
1911          */
1912
1913 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
1914         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
1915                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
1916 #undef USERTT
1917
1918         if (tcp_inflight_debug > 0) {
1919                 static int ltime;
1920                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
1921                         ltime = ticks;
1922                         printf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
1923                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
1924                 }
1925         }
1926         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
1927                 bwnd = tcp_inflight_min;
1928         if (bwnd > tcp_inflight_max)
1929                 bwnd = tcp_inflight_max;
1930         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
1931                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
1932         tp->snd_bwnd = bwnd;
1933 }