sys/netinet/tcp_var.h

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2003-2004 Jeffrey Hsu.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 1982, 1986, 1993, 1994, 1995
   4  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   5  *
   6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   7  * modification, are permitted provided that the following conditions
   8  * are met:
   9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  14  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  15  *    must display the following acknowledgement:
  16  *      This product includes software developed by the University of
  17  *      California, Berkeley and its contributors.
  18  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  19  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  20  *    without specific prior written permission.
  21  *
  22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  32  * SUCH DAMAGE.
  33  *
  34  *      @(#)tcp_var.h   8.4 (Berkeley) 5/24/95
  35  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_var.h,v 1.56.2.13 2003/02/03 02:34:07 hsu Exp $
  36  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_var.h,v 1.17 2004/04/10 00:10:42 hsu Exp $
  37  */
  38
  39 #ifndef _NETINET_TCP_VAR_H_
  40 #define _NETINET_TCP_VAR_H_
  41
  42 #include <netinet/in_pcb.h>             /* needed for in_conninfo, inp_gen_t */
  43
  44 #ifndef _NETINET_TCP_STATS_H_
  45 #include <netinet/tcp_stats.h>
  46 #endif
  47
  48 /*
  49  * Kernel variables for tcp.
  50  */
  51 extern int      tcp_do_rfc1323;
  52 extern int      tcp_do_rfc1644;
  53
  54 /* TCP segment queue entry */
  55 struct tseg_qent {
  56         LIST_ENTRY(tseg_qent) tqe_q;
  57         int     tqe_len;                /* TCP segment data length */
  58         struct  tcphdr *tqe_th;         /* a pointer to tcp header */
  59         struct  mbuf    *tqe_m;         /* mbuf contains packet */
  60 };
  61 LIST_HEAD(tsegqe_head, tseg_qent);
  62 extern int      tcp_reass_maxseg;
  63 extern int      tcp_reass_qsize;
  64 #ifdef MALLOC_DECLARE
  65 MALLOC_DECLARE(M_TSEGQ);
  66 #endif
  67
  68 struct tcptemp {
  69         u_char  tt_ipgen[40]; /* the size must be of max ip header, now IPv6 */
  70         struct  tcphdr tt_t;
  71 };
  72
  73 #define tcp6cb          tcpcb  /* for KAME src sync over BSD*'s */
  74
  75 /*
  76  * Tcp control block, one per tcp; fields:
  77  * Organized for 16 byte cacheline efficiency.
  78  */
  79 struct tcpcb {
  80         struct  tsegqe_head t_segq;
  81         int     t_dupacks;              /* consecutive dup acks recd */
  82         struct  tcptemp *unused;        /* unused */
  83
  84         struct  callout *tt_rexmt;      /* retransmit timer */
  85         struct  callout *tt_persist;    /* retransmit persistence */
  86         struct  callout *tt_keep;       /* keepalive */
  87         struct  callout *tt_2msl;       /* 2*msl TIME_WAIT timer */
  88         struct  callout *tt_delack;     /* delayed ACK timer */
  89
  90         struct  inpcb *t_inpcb;         /* back pointer to internet pcb */
  91         int     t_state;                /* state of this connection */
  92         u_int   t_flags;
  93 #define TF_ACKNOW       0x00000001      /* ack peer immediately */
  94 #define TF_DELACK       0x00000002      /* ack, but try to delay it */
  95 #define TF_NODELAY      0x00000004      /* don't delay packets to coalesce */
  96 #define TF_NOOPT        0x00000008      /* don't use tcp options */
  97 #define TF_SENTFIN      0x00000010      /* have sent FIN */
  98 #define TF_REQ_SCALE    0x00000020      /* have/will request window scaling */
  99 #define TF_RCVD_SCALE   0x00000040      /* other side has requested scaling */
 100 #define TF_REQ_TSTMP    0x00000080      /* have/will request timestamps */
 101 #define TF_RCVD_TSTMP   0x00000100      /* a timestamp was received in SYN */
 102 #define TF_SACK_PERMIT  0x00000200      /* other side said I could SACK */
 103 #define TF_NEEDSYN      0x00000400      /* send SYN (implicit state) */
 104 #define TF_NEEDFIN      0x00000800      /* send FIN (implicit state) */
 105 #define TF_NOPUSH       0x00001000      /* don't push */
 106 #define TF_REQ_CC       0x00002000      /* have/will request CC */
 107 #define TF_RCVD_CC      0x00004000      /* a CC was received in SYN */
 108 #define TF_SENDCCNEW    0x00008000      /* send CCnew instead of CC in SYN */
 109 #define TF_MORETOCOME   0x00010000      /* More data to be appended to sock */
 110 #define TF_LQ_OVERFLOW  0x00020000      /* listen queue overflow */
 111 #define TF_LASTIDLE     0x00040000      /* connection was previously idle */
 112 #define TF_RXWIN0SENT   0x00080000      /* sent a receiver win 0 in response */
 113 #define TF_FASTRECOVERY 0x00100000      /* in NewReno Fast Recovery */
 114 #define TF_WASFRECOVERY 0x00200000      /* was in NewReno Fast Recovery */
 115 #define TF_FIRSTACCACK  0x00400000      /* Look for 1st acceptable ACK. */
 116 #define TF_FASTREXMT    0x00800000      /* Did Fast Retransmit. */
 117 #define TF_EARLYREXMT   0x01000000      /* Did Early (Fast) Retransmit. */
 118         int     t_force;                /* 1 if forcing out a byte */
 119
 120         tcp_seq snd_una;                /* send unacknowledged */
 121         tcp_seq snd_max;                /* highest sequence number sent;
 122                                          * used to recognize retransmits
 123                                          */
 124         tcp_seq snd_nxt;                /* send next */
 125         tcp_seq snd_up;                 /* send urgent pointer */
 126
 127         tcp_seq snd_wl1;                /* window update seg seq number */
 128         tcp_seq snd_wl2;                /* window update seg ack number */
 129         tcp_seq iss;                    /* initial send sequence number */
 130         tcp_seq irs;                    /* initial receive sequence number */
 131
 132         tcp_seq rcv_nxt;                /* receive next */
 133         tcp_seq rcv_adv;                /* advertised window */
 134         u_long  rcv_wnd;                /* receive window */
 135         tcp_seq rcv_up;                 /* receive urgent pointer */
 136
 137         u_long  snd_wnd;                /* send window */
 138         u_long  snd_cwnd;               /* congestion-controlled window */
 139         u_long  snd_bwnd;               /* bandwidth-controlled window */
 140         u_long  snd_ssthresh;           /* snd_cwnd size threshold for
 141                                          * for slow start exponential to
 142                                          * linear switch
 143                                          */
 144         u_long  snd_bandwidth;          /* calculated bandwidth or 0 */
 145         tcp_seq snd_recover;            /* for use in NewReno fast recovery */
 146
 147         u_int   t_maxopd;               /* mss plus options */
 148
 149         u_long  t_rcvtime;              /* inactivity time */
 150         u_long  t_starttime;            /* time connection was established */
 151         int     t_rtttime;              /* round trip time */
 152         tcp_seq t_rtseq;                /* sequence number being timed */
 153
 154         int     t_bw_rtttime;           /* used for bandwidth calculation */
 155         tcp_seq t_bw_rtseq;             /* used for bandwidth calculation */
 156
 157         int     t_rxtcur;               /* current retransmit value (ticks) */
 158         u_int   t_maxseg;               /* maximum segment size */
 159         int     t_srtt;                 /* smoothed round-trip time */
 160         int     t_rttvar;               /* variance in round-trip time */
 161
 162         int     t_rxtshift;             /* log(2) of rexmt exp. backoff */
 163         u_int   t_rttmin;               /* minimum rtt allowed */
 164         u_int   t_rttbest;              /* best rtt we've seen */
 165         u_long  t_rttupdated;           /* number of times rtt sampled */
 166         u_long  max_sndwnd;             /* largest window peer has offered */
 167
 168         int     t_softerror;            /* possible error not yet reported */
 169 /* out-of-band data */
 170         char    t_oobflags;             /* have some */
 171         char    t_iobc;                 /* input character */
 172 #define TCPOOB_HAVEDATA 0x01
 173 #define TCPOOB_HADDATA  0x02
 174 /* RFC 1323 variables */
 175         u_char  snd_scale;              /* window scaling for send window */
 176         u_char  rcv_scale;              /* window scaling for recv window */
 177         u_char  request_r_scale;        /* pending window scaling */
 178         u_char  requested_s_scale;
 179         u_long  ts_recent;              /* timestamp echo data */
 180
 181         u_long  ts_recent_age;          /* when last updated */
 182         tcp_seq last_ack_sent;
 183 /* RFC 1644 variables */
 184         tcp_cc  cc_send;                /* send connection count */
 185         tcp_cc  cc_recv;                /* receive connection count */
 186 /* experimental */
 187         u_long  snd_cwnd_prev;          /* cwnd prior to retransmit */
 188         u_long  snd_ssthresh_prev;      /* ssthresh prior to retransmit */
 189         tcp_seq snd_recover_prev;       /* snd_recover prior to retransmit */
 190         u_long  t_badrxtwin;            /* window for retransmit recovery */
 191         u_long  t_rexmtTS;              /* timestamp of last retransmit */
 192         u_char  snd_limited;            /* segments limited transmitted */
 193 };
 194
 195 #define IN_FASTRECOVERY(tp)     (tp->t_flags & TF_FASTRECOVERY)
 196 #define ENTER_FASTRECOVERY(tp)  tp->t_flags |= TF_FASTRECOVERY
 197 #define EXIT_FASTRECOVERY(tp)   tp->t_flags &= ~TF_FASTRECOVERY
 198
 199 /*
 200  * Structure to hold TCP options that are only used during segment
 201  * processing (in tcp_input), but not held in the tcpcb.
 202  * It's basically used to reduce the number of parameters
 203  * to tcp_dooptions.
 204  */
 205 struct tcpopt {
 206         u_long          to_flags;       /* which options are present */
 207 #define TOF_TS          0x0001          /* timestamp */
 208 #define TOF_CC          0x0002          /* CC and CCnew are exclusive */
 209 #define TOF_CCNEW       0x0004
 210 #define TOF_CCECHO      0x0008
 211 #define TOF_MSS         0x0010
 212 #define TOF_SCALE       0x0020
 213         u_int32_t       to_tsval;
 214         u_int32_t       to_tsecr;
 215         tcp_cc          to_cc;          /* holds CC or CCnew */
 216         tcp_cc          to_ccecho;
 217         u_int16_t       to_mss;
 218         u_int8_t        to_requested_s_scale;
 219         u_int8_t        to_pad;
 220 };
 221
 222 struct syncache {
 223         inp_gen_t       sc_inp_gencnt;          /* pointer check */
 224         struct          tcpcb *sc_tp;           /* tcb for listening socket */
 225         struct          mbuf *sc_ipopts;        /* source route */
 226         struct          in_conninfo sc_inc;     /* addresses */
 227 #define sc_route        sc_inc.inc_route
 228 #define sc_route6       sc_inc.inc6_route
 229         u_int32_t       sc_tsrecent;
 230         tcp_cc          sc_cc_send;             /* holds CC or CCnew */
 231         tcp_cc          sc_cc_recv;
 232         tcp_seq         sc_irs;                 /* seq from peer */
 233         tcp_seq         sc_iss;                 /* our ISS */
 234         u_long          sc_rxttime;             /* retransmit time */
 235         u_int16_t       sc_rxtslot;             /* retransmit counter */
 236         u_int16_t       sc_peer_mss;            /* peer's MSS */
 237         u_int16_t       sc_wnd;                 /* advertised window */
 238         u_int8_t        sc_requested_s_scale:4,
 239                         sc_request_r_scale:4;
 240         u_int8_t        sc_flags;
 241 #define SCF_NOOPT       0x01                    /* no TCP options */
 242 #define SCF_WINSCALE    0x02                    /* negotiated window scaling */
 243 #define SCF_TIMESTAMP   0x04                    /* negotiated timestamps */
 244 #define SCF_CC          0x08                    /* negotiated CC */
 245 #define SCF_UNREACH     0x10                    /* icmp unreachable received */
 246 #define SCF_KEEPROUTE   0x20                    /* keep cloned route */
 247         TAILQ_ENTRY(syncache)   sc_hash;
 248         TAILQ_ENTRY(syncache)   sc_timerq;
 249 };
 250
 251 struct syncache_head {
 252         TAILQ_HEAD(, syncache)  sch_bucket;
 253         u_int           sch_length;
 254 };
 255
 256 /*
 257  * The TAO cache entry which is stored in the protocol family specific
 258  * portion of the route metrics.
 259  */
 260 struct rmxp_tao {
 261         tcp_cc  tao_cc;                 /* latest CC in valid SYN */
 262         tcp_cc  tao_ccsent;             /* latest CC sent to peer */
 263         u_short tao_mssopt;             /* peer's cached MSS */
 264 #ifdef notyet
 265         u_short tao_flags;              /* cache status flags */
 266 #define TAOF_DONT       0x0001          /* peer doesn't understand rfc1644 */
 267 #define TAOF_OK         0x0002          /* peer does understand rfc1644 */
 268 #define TAOF_UNDEF      0               /* we don't know yet */
 269 #endif /* notyet */
 270 };
 271 #define rmx_taop(r)     ((struct rmxp_tao *)(r).rmx_filler)
 272
 273 #define intotcpcb(ip)   ((struct tcpcb *)(ip)->inp_ppcb)
 274 #define sototcpcb(so)   (intotcpcb(sotoinpcb(so)))
 275
 276 /*
 277  * The smoothed round-trip time and estimated variance
 278  * are stored as fixed point numbers scaled by the values below.
 279  * For convenience, these scales are also used in smoothing the average
 280  * (smoothed = (1/scale)sample + ((scale-1)/scale)smoothed).
 281  * With these scales, srtt has 3 bits to the right of the binary point,
 282  * and thus an "ALPHA" of 0.875.  rttvar has 2 bits to the right of the
 283  * binary point, and is smoothed with an ALPHA of 0.75.
 284  */
 285 #define TCP_RTT_SCALE           32      /* multiplier for srtt; 3 bits frac. */
 286 #define TCP_RTT_SHIFT           5       /* shift for srtt; 3 bits frac. */
 287 #define TCP_RTTVAR_SCALE        16      /* multiplier for rttvar; 2 bits */
 288 #define TCP_RTTVAR_SHIFT        4       /* shift for rttvar; 2 bits */
 289 #define TCP_DELTA_SHIFT         2       /* see tcp_input.c */
 290
 291 /*
 292  * The initial retransmission should happen at rtt + 4 * rttvar.
 293  * Because of the way we do the smoothing, srtt and rttvar
 294  * will each average +1/2 tick of bias.  When we compute
 295  * the retransmit timer, we want 1/2 tick of rounding and
 296  * 1 extra tick because of +-1/2 tick uncertainty in the
 297  * firing of the timer.  The bias will give us exactly the
 298  * 1.5 tick we need.  But, because the bias is
 299  * statistical, we have to test that we don't drop below
 300  * the minimum feasible timer (which is 2 ticks).
 301  * This version of the macro adapted from a paper by Lawrence
 302  * Brakmo and Larry Peterson which outlines a problem caused
 303  * by insufficient precision in the original implementation,
 304  * which results in inappropriately large RTO values for very
 305  * fast networks.
 306  */
 307 #define TCP_REXMTVAL(tp) \
 308         max((tp)->t_rttmin, (((tp)->t_srtt >> (TCP_RTT_SHIFT - TCP_DELTA_SHIFT))  \
 309           + (tp)->t_rttvar) >> TCP_DELTA_SHIFT)
 310
 311 /*
 312  * TCB structure exported to user-land via sysctl(3).
 313  * Evil hack: declare only if in_pcb.h and sys/socketvar.h have been
 314  * included.  Not all of our clients do.
 315  */
 316 #if defined(_NETINET_IN_PCB_H_) && defined(_SYS_SOCKETVAR_H_)
 317 struct  xtcpcb {
 318         size_t  xt_len;
 319         struct  inpcb   xt_inp;
 320         struct  tcpcb   xt_tp;
 321         struct  xsocket xt_socket;
 322         u_quad_t        xt_alignment_hack;
 323 };
 324 #endif
 325
 326 /*
 327  * Names for TCP sysctl objects
 328  */
 329 #define TCPCTL_DO_RFC1323       1       /* use RFC-1323 extensions */
 330 #define TCPCTL_DO_RFC1644       2       /* use RFC-1644 extensions */
 331 #define TCPCTL_MSSDFLT          3       /* MSS default */
 332 #define TCPCTL_STATS            4       /* statistics (read-only) */
 333 #define TCPCTL_RTTDFLT          5       /* default RTT estimate */
 334 #define TCPCTL_KEEPIDLE         6       /* keepalive idle timer */
 335 #define TCPCTL_KEEPINTVL        7       /* interval to send keepalives */
 336 #define TCPCTL_SENDSPACE        8       /* send buffer space */
 337 #define TCPCTL_RECVSPACE        9       /* receive buffer space */
 338 #define TCPCTL_KEEPINIT         10      /* timeout for establishing syn */
 339 #define TCPCTL_PCBLIST          11      /* list of all outstanding PCBs */
 340 #define TCPCTL_DELACKTIME       12      /* time before sending delayed ACK */
 341 #define TCPCTL_V6MSSDFLT        13      /* MSS default for IPv6 */
 342 #define TCPCTL_MAXID            14
 343
 344 #define TCPCTL_NAMES { \
 345         { 0, 0 }, \
 346         { "rfc1323", CTLTYPE_INT }, \
 347         { "rfc1644", CTLTYPE_INT }, \
 348         { "mssdflt", CTLTYPE_INT }, \
 349         { "stats", CTLTYPE_STRUCT }, \
 350         { "rttdflt", CTLTYPE_INT }, \
 351         { "keepidle", CTLTYPE_INT }, \
 352         { "keepintvl", CTLTYPE_INT }, \
 353         { "sendspace", CTLTYPE_INT }, \
 354         { "recvspace", CTLTYPE_INT }, \
 355         { "keepinit", CTLTYPE_INT }, \
 356         { "pcblist", CTLTYPE_STRUCT }, \
 357         { "delacktime", CTLTYPE_INT }, \
 358         { "v6mssdflt", CTLTYPE_INT }, \
 359 }
 360
 361 #ifdef _KERNEL
 362 #ifdef SYSCTL_DECL
 363 SYSCTL_DECL(_net_inet_tcp);
 364 #endif
 365
 366 extern  struct inpcbinfo tcbinfo[];
 367 extern  int tcp_mssdflt;        /* XXX */
 368 extern  int tcp_delack_enabled;
 369 extern  int tcp_do_newreno;
 370 extern  int path_mtu_discovery;
 371 extern  int ss_fltsz;
 372 extern  int ss_fltsz_local;
 373
 374 int      tcp_addrcpu(in_addr_t faddr, in_port_t fport,
 375             in_addr_t laddr, in_port_t lport);
 376 struct lwkt_port *
 377         tcp_addrport(in_addr_t faddr, in_port_t fport,
 378             in_addr_t laddr, in_port_t lport);
 379 void     tcp_canceltimers (struct tcpcb *);
 380 struct tcpcb *
 381          tcp_close (struct tcpcb *);
 382 void     tcp_ctlinput (int, struct sockaddr *, void *);
 383 int      tcp_ctloutput (struct socket *, struct sockopt *);
 384 struct lwkt_port *
 385          tcp_cport(int cpu);
 386 struct tcpcb *
 387          tcp_drop (struct tcpcb *, int);
 388 void     tcp_drain (void);
 389 void     tcp_fasttimo (void);
 390 struct rmxp_tao *
 391          tcp_gettaocache (struct in_conninfo *);
 392 void     tcp_init (void);
 393 void     tcp_thread_init (void);
 394 void     tcp_input (struct mbuf *, int, int);
 395 void     tcp_mss (struct tcpcb *, int);
 396 int      tcp_mssopt (struct tcpcb *);
 397 void     tcp_drop_syn_sent (struct inpcb *, int);
 398 void     tcp_mtudisc (struct inpcb *, int);
 399 struct tcpcb *
 400          tcp_newtcpcb (struct inpcb *);
 401 int      tcp_output (struct tcpcb *);
 402 void     tcp_quench (struct inpcb *, int);
 403 void     tcp_respond (struct tcpcb *, void *,
 404             struct tcphdr *, struct mbuf *, tcp_seq, tcp_seq, int);
 405 struct rtentry *
 406          tcp_rtlookup (struct in_conninfo *);
 407 void     tcp_save_congestion_state(struct tcpcb *tp);
 408 void     tcp_revert_congestion_state(struct tcpcb *tp);
 409 void     tcp_setpersist (struct tcpcb *);
 410 void     tcp_slowtimo (void);
 411 struct tcptemp *
 412          tcp_maketemplate (struct tcpcb *);
 413 void     tcp_fillheaders (struct tcpcb *, void *, void *);
 414 struct lwkt_port *
 415          tcp_soport(struct socket *, struct sockaddr *nam);
 416 struct tcpcb *
 417          tcp_timers (struct tcpcb *, int);
 418 void     tcp_trace (int, int, struct tcpcb *, void *, struct tcphdr *,
 419                         int);
 420 void     tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq);
 421 void     syncache_init(void);
 422 void     syncache_unreach(struct in_conninfo *, struct tcphdr *);
 423 int      syncache_expand(struct in_conninfo *, struct tcphdr *,
 424              struct socket **, struct mbuf *);
 425 int      syncache_add(struct in_conninfo *, struct tcpopt *,
 426              struct tcphdr *, struct socket **, struct mbuf *);
 427 void     syncache_chkrst(struct in_conninfo *, struct tcphdr *);
 428 void     syncache_badack(struct in_conninfo *);
 429
 430 extern  struct pr_usrreqs tcp_usrreqs;
 431 extern  u_long tcp_sendspace;
 432 extern  u_long tcp_recvspace;
 433 tcp_seq tcp_new_isn (struct tcpcb *);
 434
 435 #endif /* _KERNEL */
 436
 437 #endif /* _NETINET_TCP_VAR_H_ */