Merge branch 'vendor/NCURSES'
[dragonfly.git] / sys / netinet / tcp_subr.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2003, 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2003, 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Jeffrey M. Hsu.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
18  *    from this software without specific, prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  *
38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39  * modification, are permitted provided that the following conditions
40  * are met:
41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
47  *    must display the following acknowledgement:
48  *      This product includes software developed by the University of
49  *      California, Berkeley and its contributors.
50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
52  *    without specific prior written permission.
53  *
54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64  * SUCH DAMAGE.
65  *
66  *      @(#)tcp_subr.c  8.2 (Berkeley) 5/24/95
67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.73.2.31 2003/01/24 05:11:34 sam Exp $
68  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_subr.c,v 1.63 2008/11/11 10:46:58 sephe Exp $
69  */
70
71 #include "opt_compat.h"
72 #include "opt_inet6.h"
73 #include "opt_ipsec.h"
74 #include "opt_tcpdebug.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/callout.h>
79 #include <sys/kernel.h>
80 #include <sys/sysctl.h>
81 #include <sys/malloc.h>
82 #include <sys/mpipe.h>
83 #include <sys/mbuf.h>
84 #ifdef INET6
85 #include <sys/domain.h>
86 #endif
87 #include <sys/proc.h>
88 #include <sys/priv.h>
89 #include <sys/socket.h>
90 #include <sys/socketvar.h>
91 #include <sys/protosw.h>
92 #include <sys/random.h>
93 #include <sys/in_cksum.h>
94 #include <sys/ktr.h>
95
96 #include <vm/vm_zone.h>
97
98 #include <net/route.h>
99 #include <net/if.h>
100 #include <net/netisr.h>
101
102 #define _IP_VHL
103 #include <netinet/in.h>
104 #include <netinet/in_systm.h>
105 #include <netinet/ip.h>
106 #include <netinet/ip6.h>
107 #include <netinet/in_pcb.h>
108 #include <netinet6/in6_pcb.h>
109 #include <netinet/in_var.h>
110 #include <netinet/ip_var.h>
111 #include <netinet6/ip6_var.h>
112 #include <netinet/ip_icmp.h>
113 #ifdef INET6
114 #include <netinet/icmp6.h>
115 #endif
116 #include <netinet/tcp.h>
117 #include <netinet/tcp_fsm.h>
118 #include <netinet/tcp_seq.h>
119 #include <netinet/tcp_timer.h>
120 #include <netinet/tcp_timer2.h>
121 #include <netinet/tcp_var.h>
122 #include <netinet6/tcp6_var.h>
123 #include <netinet/tcpip.h>
124 #ifdef TCPDEBUG
125 #include <netinet/tcp_debug.h>
126 #endif
127 #include <netinet6/ip6protosw.h>
128
129 #ifdef IPSEC
130 #include <netinet6/ipsec.h>
131 #ifdef INET6
132 #include <netinet6/ipsec6.h>
133 #endif
134 #endif
135
136 #ifdef FAST_IPSEC
137 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
138 #ifdef INET6
139 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
140 #endif
141 #define IPSEC
142 #endif
143
144 #include <sys/md5.h>
145 #include <sys/msgport2.h>
146 #include <machine/smp.h>
147
148 #include <net/netmsg2.h>
149
150 #if !defined(KTR_TCP)
151 #define KTR_TCP         KTR_ALL
152 #endif
153 KTR_INFO_MASTER(tcp);
154 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, rxmsg, 0, "tcp getmsg", 0);
155 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, wait, 1, "tcp waitmsg", 0);
156 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, delayed, 2, "tcp execute delayed ops", 0);
157 #define logtcp(name)    KTR_LOG(tcp_ ## name)
158
159 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
160 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
161
162 int tcp_mpsafe_proto = 0;
163 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_proto", &tcp_mpsafe_proto);
164
165 static int tcp_mpsafe_thread = NETMSG_SERVICE_ADAPTIVE;
166 TUNABLE_INT("net.inet.tcp.mpsafe_thread", &tcp_mpsafe_thread);
167 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, mpsafe_thread, CTLFLAG_RW,
168            &tcp_mpsafe_thread, 0,
169            "0:BGL, 1:Adaptive BGL, 2:No BGL(experimental)");
170
171 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
172 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
173     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
174
175 #ifdef INET6
176 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
177 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
178     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
179 #endif
180
181 /*
182  * Minimum MSS we accept and use. This prevents DoS attacks where
183  * we are forced to a ridiculous low MSS like 20 and send hundreds
184  * of packets instead of one. The effect scales with the available
185  * bandwidth and quickly saturates the CPU and network interface
186  * with packet generation and sending. Set to zero to disable MINMSS
187  * checking. This setting prevents us from sending too small packets.
188  */
189 int tcp_minmss = TCP_MINMSS;
190 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, minmss, CTLFLAG_RW,
191     &tcp_minmss , 0, "Minmum TCP Maximum Segment Size");
192
193 #if 0
194 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
195 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
196     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
197 #endif
198
199 int tcp_do_rfc1323 = 1;
200 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
201     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
202
203 static int tcp_tcbhashsize = 0;
204 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
205      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
206
207 static int do_tcpdrain = 1;
208 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
209      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
210
211 /* XXX JH */
212 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, pcbcount, CTLFLAG_RD,
213     &tcbinfo[0].ipi_count, 0, "Number of active PCBs");
214
215 static int icmp_may_rst = 1;
216 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
217     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
218
219 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
220 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
221     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
222
223 /*
224  * TCP bandwidth limiting sysctls.  The inflight limiter is now turned on
225  * by default, but with generous values which should allow maximal
226  * bandwidth.  In particular, the slop defaults to 50 (5 packets).
227  *
228  * The reason for doing this is that the limiter is the only mechanism we
229  * have which seems to do a really good job preventing receiver RX rings
230  * on network interfaces from getting blown out.  Even though GigE/10GigE
231  * is supposed to flow control it looks like either it doesn't actually
232  * do it or Open Source drivers do not properly enable it.
233  *
234  * People using the limiter to reduce bottlenecks on slower WAN connections
235  * should set the slop to 20 (2 packets).
236  */
237 static int tcp_inflight_enable = 1;
238 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
239     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
240
241 static int tcp_inflight_debug = 0;
242 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
243     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
244
245 static int tcp_inflight_min = 6144;
246 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
247     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
248
249 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
250 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
251     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
252
253 static int tcp_inflight_stab = 50;
254 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
255     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 3 packets)");
256
257 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
258 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
259
260 static void tcp_willblock(int);
261 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
262
263 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
264 #ifdef SMP
265 static int
266 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
267 {
268         int cpu, error = 0;
269
270         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
271                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
272                                         sizeof(struct tcp_stats))))
273                         break;
274                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
275                                        sizeof(struct tcp_stats))))
276                         break;
277         }
278
279         return (error);
280 }
281 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
282     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
283 #else
284 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
285     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
286 #endif
287
288 /*
289  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
290  *
291  * Note that this can be overridden by the kernel environment
292  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
293  */
294 #ifndef TCBHASHSIZE
295 #define TCBHASHSIZE     512
296 #endif
297
298 /*
299  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
300  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
301  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
302  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
303  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
304  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
305  */
306 #define ALIGNMENT       32
307 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
308 struct  inp_tp {
309         union {
310                 struct  inpcb inp;
311                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
312         } inp_tp_u;
313         struct  tcpcb tcb;
314         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
315         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
316         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
317         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
318         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
319         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
320 };
321 #undef ALIGNMENT
322 #undef ALIGNM1
323
324 /*
325  * Tcp initialization
326  */
327 void
328 tcp_init(void)
329 {
330         struct inpcbporthead *porthashbase;
331         u_long porthashmask;
332         struct vm_zone *ipi_zone;
333         int hashsize = TCBHASHSIZE;
334         int cpu;
335
336         /*
337          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
338          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
339          */
340         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
341                     25, -1, 0, NULL);
342
343         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
344         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
345         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
346         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
347         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
348         tcp_msl = TCPTV_MSL;
349         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
350         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
351
352         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
353         if (!powerof2(hashsize)) {
354                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
355                 hashsize = 512; /* safe default */
356         }
357         tcp_tcbhashsize = hashsize;
358         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
359         ipi_zone = zinit("tcpcb", sizeof(struct inp_tp), maxsockets,
360                          ZONE_INTERRUPT, 0);
361
362         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
363                 in_pcbinfo_init(&tcbinfo[cpu]);
364                 tcbinfo[cpu].cpu = cpu;
365                 tcbinfo[cpu].hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
366                     &tcbinfo[cpu].hashmask);
367                 tcbinfo[cpu].porthashbase = porthashbase;
368                 tcbinfo[cpu].porthashmask = porthashmask;
369                 tcbinfo[cpu].wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
370                     &tcbinfo[cpu].wildcardhashmask);
371                 tcbinfo[cpu].ipi_zone = ipi_zone;
372                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
373         }
374
375         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
376         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
377
378 #ifdef INET6
379 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
380 #else
381 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
382 #endif
383         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
384                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
385         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
386                 panic("tcp_init");
387 #undef TCP_MINPROTOHDR
388
389         /*
390          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
391          */
392 #ifdef SMP
393         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
394                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
395         }
396 #else
397         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
398 #endif
399
400         syncache_init();
401         tcp_thread_init();
402 }
403
404 void
405 tcpmsg_service_loop(void *dummy)
406 {
407         struct netmsg *msg;
408         int mplocked;
409
410         /*
411          * Thread was started with TDF_MPSAFE
412          */
413         mplocked = 0;
414
415         while ((msg = lwkt_waitport(&curthread->td_msgport, 0))) {
416                 do {
417                         logtcp(rxmsg);
418                         mplocked = netmsg_service(msg, tcp_mpsafe_thread,
419                                                   mplocked);
420                 } while ((msg = lwkt_getport(&curthread->td_msgport)) != NULL);
421
422                 logtcp(delayed);
423                 tcp_willblock(mplocked);
424                 logtcp(wait);
425         }
426 }
427
428 static void
429 tcp_willblock(int mplocked)
430 {
431         struct tcpcb *tp;
432         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
433         int unlock = 0;
434
435         if (!mplocked && !tcp_mpsafe_proto) {
436                 if (TAILQ_EMPTY(&tcpcbackq[cpu]))
437                         return;
438
439                 get_mplock();
440                 mplocked = 1;
441                 unlock = 1;
442         }
443
444         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
445                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
446                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
447                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
448                 tcp_output(tp);
449         }
450
451         if (unlock)
452                 rel_mplock();
453 }
454
455
456 /*
457  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
458  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
459  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
460  */
461 void
462 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
463 {
464         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
465         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
466
467 #ifdef INET6
468         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
469                 struct ip6_hdr *ip6;
470
471                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
472                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
473                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
474                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
475                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
476                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
477                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
478                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
479                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
480                 tcp_hdr->th_sum = 0;
481         } else
482 #endif
483         {
484                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
485
486                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
487                 ip->ip_tos = 0;
488                 ip->ip_len = 0;
489                 ip->ip_id = 0;
490                 ip->ip_off = 0;
491                 ip->ip_ttl = 0;
492                 ip->ip_sum = 0;
493                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
494                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
495                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
496                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
497                                     ip->ip_dst.s_addr,
498                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
499         }
500
501         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
502         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
503         tcp_hdr->th_seq = 0;
504         tcp_hdr->th_ack = 0;
505         tcp_hdr->th_x2 = 0;
506         tcp_hdr->th_off = 5;
507         tcp_hdr->th_flags = 0;
508         tcp_hdr->th_win = 0;
509         tcp_hdr->th_urp = 0;
510 }
511
512 /*
513  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
514  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
515  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
516  */
517 struct tcptemp *
518 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
519 {
520         struct tcptemp *tmp;
521
522         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
523                 return (NULL);
524         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
525         return (tmp);
526 }
527
528 void
529 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
530 {
531         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
532 }
533
534 /*
535  * Send a single message to the TCP at address specified by
536  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
537  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
538  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
539  * template for a connection.  If flags are given then we send
540  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
541  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
542  *
543  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
544  * segment are as specified by the parameters.
545  *
546  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
547  */
548 void
549 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
550             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
551 {
552         int tlen;
553         int win = 0;
554         struct route *ro = NULL;
555         struct route sro;
556         struct ip *ip = ipgen;
557         struct tcphdr *nth;
558         int ipflags = 0;
559         struct route_in6 *ro6 = NULL;
560         struct route_in6 sro6;
561         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
562         boolean_t use_tmpro = TRUE;
563 #ifdef INET6
564         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
565 #else
566         const boolean_t isipv6 = FALSE;
567 #endif
568
569         if (tp != NULL) {
570                 if (!(flags & TH_RST)) {
571                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
572                         if (win < 0)
573                                 win = 0;
574                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
575                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
576                 }
577                 /*
578                  * Don't use the route cache of a listen socket,
579                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
580                  */
581                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
582                         if (isipv6)
583                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
584                         else
585                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
586                         use_tmpro = FALSE;
587                 }
588         }
589         if (use_tmpro) {
590                 if (isipv6) {
591                         ro6 = &sro6;
592                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
593                 } else {
594                         ro = &sro;
595                         bzero(ro, sizeof *ro);
596                 }
597         }
598         if (m == NULL) {
599                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
600                 if (m == NULL)
601                         return;
602                 tlen = 0;
603                 m->m_data += max_linkhdr;
604                 if (isipv6) {
605                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
606                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
607                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
608                 } else {
609                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
610                         ip = mtod(m, struct ip *);
611                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
612                 }
613                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
614                 flags = TH_ACK;
615         } else {
616                 m_freem(m->m_next);
617                 m->m_next = NULL;
618                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
619                 /* m_len is set later */
620                 tlen = 0;
621 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
622                 if (isipv6) {
623                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
624                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
625                 } else {
626                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
627                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
628                 }
629                 if (th != nth) {
630                         /*
631                          * this is usually a case when an extension header
632                          * exists between the IPv6 header and the
633                          * TCP header.
634                          */
635                         nth->th_sport = th->th_sport;
636                         nth->th_dport = th->th_dport;
637                 }
638                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
639 #undef xchg
640         }
641         if (isipv6) {
642                 ip6->ip6_flow = 0;
643                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
644                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
645                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
646                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
647         } else {
648                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
649                 ip->ip_len = tlen;
650                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
651         }
652         m->m_len = tlen;
653         m->m_pkthdr.len = tlen;
654         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
655         nth->th_seq = htonl(seq);
656         nth->th_ack = htonl(ack);
657         nth->th_x2 = 0;
658         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
659         nth->th_flags = flags;
660         if (tp != NULL)
661                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
662         else
663                 nth->th_win = htons((u_short)win);
664         nth->th_urp = 0;
665         if (isipv6) {
666                 nth->th_sum = 0;
667                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
668                                         sizeof(struct ip6_hdr),
669                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
670                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
671                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
672                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
673         } else {
674                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
675                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
676                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
677                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
678         }
679 #ifdef TCPDEBUG
680         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
681                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
682 #endif
683         if (isipv6) {
684                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
685                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
686                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
687                         RTFREE(ro6->ro_rt);
688                         ro6->ro_rt = NULL;
689                 }
690         } else {
691                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
692                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
693                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
694                         RTFREE(ro->ro_rt);
695                         ro->ro_rt = NULL;
696                 }
697         }
698 }
699
700 /*
701  * Create a new TCP control block, making an
702  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
703  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
704  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
705  */
706 struct tcpcb *
707 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
708 {
709         struct inp_tp *it;
710         struct tcpcb *tp;
711 #ifdef INET6
712         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
713 #else
714         const boolean_t isipv6 = FALSE;
715 #endif
716
717         it = (struct inp_tp *)inp;
718         tp = &it->tcb;
719         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
720         LIST_INIT(&tp->t_segq);
721         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
722
723         /* Set up our timeouts. */
724         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
725         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
726         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
727         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
728         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
729         tcp_inittimers(tp);
730
731         /*
732          * Zero out timer message.  We don't create it here,
733          * since the current CPU may not be the owner of this
734          * inpcb.
735          */
736         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
737         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
738
739         if (tcp_do_rfc1323)
740                 tp->t_flags = (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
741         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
742         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
743         /*
744          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
745          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
746          * reasonable initial retransmit time.
747          */
748         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
749         tp->t_rttvar =
750             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
751         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
752         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
753         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
754         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
755         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
756         tp->t_rcvtime = ticks;
757         /*
758          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
759          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
760          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
761          */
762         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
763         inp->inp_ppcb = tp;
764         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
765         return (tp);            /* XXX */
766 }
767
768 /*
769  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
770  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
771  */
772 struct tcpcb *
773 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
774 {
775         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
776
777         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
778                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
779                 tcp_output(tp);
780                 tcpstat.tcps_drops++;
781         } else
782                 tcpstat.tcps_conndrops++;
783         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
784                 error = tp->t_softerror;
785         so->so_error = error;
786         return (tcp_close(tp));
787 }
788
789 #ifdef SMP
790
791 struct netmsg_remwildcard {
792         struct netmsg           nm_netmsg;
793         struct inpcb            *nm_inp;
794         struct inpcbinfo        *nm_pcbinfo;
795 #if defined(INET6)
796         int                     nm_isinet6;
797 #else
798         int                     nm_unused01;
799 #endif
800 };
801
802 /*
803  * Wildcard inpcb's on SMP boxes must be removed from all cpus before the
804  * inp can be detached.  We do this by cycling through the cpus, ending up
805  * on the cpu controlling the inp last and then doing the disconnect.
806  */
807 static void
808 in_pcbremwildcardhash_handler(struct netmsg *msg0)
809 {
810         struct netmsg_remwildcard *msg = (struct netmsg_remwildcard *)msg0;
811         int cpu;
812
813         cpu = msg->nm_pcbinfo->cpu;
814
815         if (cpu == msg->nm_inp->inp_pcbinfo->cpu) {
816                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
817 #ifdef INET6
818                 if (msg->nm_isinet6)
819                         in6_pcbdetach(msg->nm_inp);
820                 else
821 #endif
822                         in_pcbdetach(msg->nm_inp);
823                 lwkt_replymsg(&msg->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
824         } else {
825                 in_pcbremwildcardhash_oncpu(msg->nm_inp, msg->nm_pcbinfo);
826                 cpu = (cpu + 1) % ncpus2;
827                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
828                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
829         }
830 }
831
832 #endif
833
834 /*
835  * Close a TCP control block:
836  *      discard all space held by the tcp
837  *      discard internet protocol block
838  *      wake up any sleepers
839  */
840 struct tcpcb *
841 tcp_close(struct tcpcb *tp)
842 {
843         struct tseg_qent *q;
844         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
845         struct socket *so = inp->inp_socket;
846         struct rtentry *rt;
847         boolean_t dosavessthresh;
848 #ifdef SMP
849         int cpu;
850 #endif
851 #ifdef INET6
852         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
853         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
854 #else
855         const boolean_t isipv6 = FALSE;
856 #endif
857
858         /*
859          * The tp is not instantly destroyed in the wildcard case.  Setting
860          * the state to TCPS_TERMINATING will prevent the TCP stack from
861          * messing with it, though it should be noted that this change may
862          * not take effect on other cpus until we have chained the wildcard
863          * hash removal.
864          *
865          * XXX we currently depend on the BGL to synchronize the tp->t_state
866          * update and prevent other tcp protocol threads from accepting new
867          * connections on the listen socket we might be trying to close down.
868          */
869         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
870         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
871
872         /*
873          * Make sure that all of our timers are stopped before we
874          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
875          * timers are never used.  If timer message is never created
876          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
877          */
878         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
879                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
880                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
881                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
882                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
883                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
884         }
885
886         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
887                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
888                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
889                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
890         }
891
892         /*
893          * If we got enough samples through the srtt filter,
894          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
895          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
896          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
897          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
898          * we could save a very bogus rtt.
899          *
900          * Don't update the default route's characteristics and don't
901          * update anything that the user "locked".
902          */
903         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
904                 u_long i = 0;
905
906                 if (isipv6) {
907                         struct sockaddr_in6 *sin6;
908
909                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
910                                 goto no_valid_rt;
911                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
912                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
913                                 goto no_valid_rt;
914                 } else
915                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
916                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
917                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
918                                 goto no_valid_rt;
919
920                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
921                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
922                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
923                                 /*
924                                  * filter this update to half the old & half
925                                  * the new values, converting scale.
926                                  * See route.h and tcp_var.h for a
927                                  * description of the scaling constants.
928                                  */
929                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
930                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
931                         else
932                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
933                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
934                 }
935                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
936                         i = tp->t_rttvar *
937                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
938                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
939                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
940                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
941                         else
942                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
943                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
944                 }
945                 /*
946                  * The old comment here said:
947                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
948                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
949                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
950                  * before we start updating, then update on both good
951                  * and bad news.
952                  *
953                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
954                  * specified explicitly in the route, because such
955                  * connections still have an implicit pipesize specified
956                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
957                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
958                  */
959                 i = tp->snd_ssthresh;
960                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
961                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
962                 else
963                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
964                 if (dosavessthresh ||
965                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
966                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
967                         /*
968                          * convert the limit from user data bytes to
969                          * packets then to packet data bytes.
970                          */
971                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
972                         if (i < 2)
973                                 i = 2;
974                         i *= tp->t_maxseg +
975                              (isipv6 ?
976                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
977                               sizeof(struct tcpiphdr));
978                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
979                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
980                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
981                         else
982                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
983                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
984                 }
985         }
986
987 no_valid_rt:
988         /* free the reassembly queue, if any */
989         while((q = LIST_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
990                 LIST_REMOVE(q, tqe_q);
991                 m_freem(q->tqe_m);
992                 FREE(q, M_TSEGQ);
993                 tcp_reass_qsize--;
994         }
995         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
996         if (TCP_DO_SACK(tp))
997                 tcp_sack_cleanup(&tp->scb);
998
999         inp->inp_ppcb = NULL;
1000         soisdisconnected(so);
1001
1002         tcp_destroy_timermsg(tp);
1003
1004         /*
1005          * Discard the inp.  In the SMP case a wildcard inp's hash (created
1006          * by a listen socket or an INADDR_ANY udp socket) is replicated
1007          * for each protocol thread and must be removed in the context of
1008          * that thread.  This is accomplished by chaining the message
1009          * through the cpus.
1010          *
1011          * If the inp is not wildcarded we simply detach, which will remove
1012          * the any hashes still present for this inp.
1013          */
1014 #ifdef SMP
1015         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
1016                 struct netmsg_remwildcard *msg;
1017
1018                 cpu = (inp->inp_pcbinfo->cpu + 1) % ncpus2;
1019                 msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_remwildcard),
1020                               M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1021                 netmsg_init(&msg->nm_netmsg, NULL, &netisr_afree_rport,
1022                             0, in_pcbremwildcardhash_handler);
1023 #ifdef INET6
1024                 msg->nm_isinet6 = isafinet6;
1025 #endif
1026                 msg->nm_inp = inp;
1027                 msg->nm_pcbinfo = &tcbinfo[cpu];
1028                 lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1029         } else
1030 #endif
1031         {
1032                 /* note: detach removes any wildcard hash entry */
1033 #ifdef INET6
1034                 if (isafinet6)
1035                         in6_pcbdetach(inp);
1036                 else
1037 #endif
1038                         in_pcbdetach(inp);
1039         }
1040         tcpstat.tcps_closed++;
1041         return (NULL);
1042 }
1043
1044 static __inline void
1045 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1046 {
1047         struct inpcb *inpb;
1048         struct tcpcb *tcpb;
1049         struct tseg_qent *te;
1050
1051         LIST_FOREACH(inpb, head, inp_list) {
1052                 if (inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1053                         continue;
1054                 if ((tcpb = intotcpcb(inpb))) {
1055                         while ((te = LIST_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1056                                 LIST_REMOVE(te, tqe_q);
1057                                 m_freem(te->tqe_m);
1058                                 FREE(te, M_TSEGQ);
1059                                 tcp_reass_qsize--;
1060                         }
1061                 }
1062         }
1063 }
1064
1065 #ifdef SMP
1066 struct netmsg_tcp_drain {
1067         struct netmsg           nm_netmsg;
1068         struct inpcbhead        *nm_head;
1069 };
1070
1071 static void
1072 tcp_drain_handler(netmsg_t netmsg)
1073 {
1074         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)netmsg;
1075
1076         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1077         lwkt_replymsg(&nm->nm_netmsg.nm_lmsg, 0);
1078 }
1079 #endif
1080
1081 void
1082 tcp_drain(void)
1083 {
1084 #ifdef SMP
1085         int cpu;
1086 #endif
1087
1088         if (!do_tcpdrain)
1089                 return;
1090
1091         /*
1092          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1093          * if there is one...
1094          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1095          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1096          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1097          *      useful.
1098          */
1099 #ifdef SMP
1100         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1101                 struct netmsg_tcp_drain *msg;
1102
1103                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1104                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1105                 } else {
1106                         msg = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1107                                     M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1108                         if (msg == NULL)
1109                                 continue;
1110                         netmsg_init(&msg->nm_netmsg, NULL, &netisr_afree_rport,
1111                                     0, tcp_drain_handler);
1112                         msg->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1113                         lwkt_sendmsg(tcp_cport(cpu), &msg->nm_netmsg.nm_lmsg);
1114                 }
1115         }
1116 #else
1117         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1118 #endif
1119 }
1120
1121 /*
1122  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1123  * store error as soft error, but wake up user
1124  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1125  *
1126  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1127  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1128  */
1129 static void
1130 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1131 {
1132         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1133
1134         /*
1135          * Ignore some errors if we are hooked up.
1136          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1137          * and receives a second error, give up now.  This is better
1138          * than waiting a long time to establish a connection that
1139          * can never complete.
1140          */
1141         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1142              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1143               error == EHOSTDOWN)) {
1144                 return;
1145         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1146             tp->t_softerror)
1147                 tcp_drop(tp, error);
1148         else
1149                 tp->t_softerror = error;
1150 #if 0
1151         wakeup(&so->so_timeo);
1152         sorwakeup(so);
1153         sowwakeup(so);
1154 #endif
1155 }
1156
1157 static int
1158 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1159 {
1160         int error, i, n;
1161         struct inpcb *marker;
1162         struct inpcb *inp;
1163         inp_gen_t gencnt;
1164         globaldata_t gd;
1165         int origcpu, ccpu;
1166
1167         error = 0;
1168         n = 0;
1169
1170         /*
1171          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1172          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1173          */
1174         if (req->oldptr == NULL) {
1175                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1176                         gd = globaldata_find(ccpu);
1177                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1178                 }
1179                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1180                 return (0);
1181         }
1182
1183         if (req->newptr != NULL)
1184                 return (EPERM);
1185
1186         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1187         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1188
1189         /*
1190          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1191          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1192          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1193          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1194          * cpu to avoid races).
1195          */
1196         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1197         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1198                 globaldata_t rgd;
1199                 caddr_t inp_ppcb;
1200                 struct xtcpcb xt;
1201                 int cpu_id;
1202
1203                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1204                 if ((smp_active_mask & (1 << cpu_id)) == 0)
1205                         continue;
1206                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1207                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1208
1209                 gencnt = tcbinfo[cpu_id].ipi_gencnt;
1210                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1211
1212                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1213                 i = 0;
1214                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1215                         /*
1216                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1217                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1218                          */
1219                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1220                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1221
1222                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1223                                 continue;
1224                         if (inp->inp_gencnt > gencnt)
1225                                 continue;
1226                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1227                                 continue;
1228
1229                         xt.xt_len = sizeof xt;
1230                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1231                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1232                         if (inp_ppcb != NULL)
1233                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1234                         else
1235                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1236                         if (inp->inp_socket)
1237                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1238                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1239                                 break;
1240                         ++i;
1241                 }
1242                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1243                 if (error == 0 && i < n) {
1244                         bzero(&xt, sizeof xt);
1245                         xt.xt_len = sizeof xt;
1246                         while (i < n) {
1247                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1248                                 if (error)
1249                                         break;
1250                                 ++i;
1251                         }
1252                 }
1253         }
1254
1255         /*
1256          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1257          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1258          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1259          * on a different cpu.
1260          */
1261         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1262         kfree(marker, M_TEMP);
1263         return (error);
1264 }
1265
1266 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1267             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1268
1269 static int
1270 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1271 {
1272         struct sockaddr_in addrs[2];
1273         struct inpcb *inp;
1274         int cpu;
1275         int error;
1276
1277         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1278         if (error != 0)
1279                 return (error);
1280         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1281         if (error != 0)
1282                 return (error);
1283         crit_enter();
1284         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1285             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1286         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1287             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1288         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1289                 error = ENOENT;
1290                 goto out;
1291         }
1292         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1293 out:
1294         crit_exit();
1295         return (error);
1296 }
1297
1298 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1299     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1300
1301 #ifdef INET6
1302 static int
1303 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1304 {
1305         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1306         struct inpcb *inp;
1307         int error;
1308         boolean_t mapped = FALSE;
1309
1310         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1311         if (error != 0)
1312                 return (error);
1313         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1314         if (error != 0)
1315                 return (error);
1316         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1317                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1318                         mapped = TRUE;
1319                 else
1320                         return (EINVAL);
1321         }
1322         crit_enter();
1323         if (mapped) {
1324                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1325                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1326                     addrs[1].sin6_port,
1327                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1328                     addrs[0].sin6_port,
1329                     0, NULL);
1330         } else {
1331                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1332                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1333                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1334                     0, NULL);
1335         }
1336         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1337                 error = ENOENT;
1338                 goto out;
1339         }
1340         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1341 out:
1342         crit_exit();
1343         return (error);
1344 }
1345
1346 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1347             0, 0,
1348             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1349 #endif
1350
1351 struct netmsg_tcp_notify {
1352         struct netmsg   nm_nmsg;
1353         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1354         struct in_addr  nm_faddr;
1355         int             nm_arg;
1356 };
1357
1358 static void
1359 tcp_notifyall_oncpu(struct netmsg *netmsg)
1360 {
1361         struct netmsg_tcp_notify *nmsg = (struct netmsg_tcp_notify *)netmsg;
1362         int nextcpu;
1363
1364         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nmsg->nm_faddr,
1365                         nmsg->nm_arg, nmsg->nm_notify);
1366
1367         nextcpu = mycpuid + 1;
1368         if (nextcpu < ncpus2)
1369                 lwkt_forwardmsg(tcp_cport(nextcpu), &netmsg->nm_lmsg);
1370         else
1371                 lwkt_replymsg(&netmsg->nm_lmsg, 0);
1372 }
1373
1374 void
1375 tcp_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *vip)
1376 {
1377         struct ip *ip = vip;
1378         struct tcphdr *th;
1379         struct in_addr faddr;
1380         struct inpcb *inp;
1381         struct tcpcb *tp;
1382         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1383         tcp_seq icmpseq;
1384         int arg, cpu;
1385
1386         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1387                 return;
1388         }
1389
1390         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1391         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1392                 return;
1393
1394         arg = inetctlerrmap[cmd];
1395         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1396                 notify = tcp_quench;
1397         } else if (icmp_may_rst &&
1398                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1399                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1400                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1401                    ip != NULL) {
1402                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1403         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1404                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1405                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1406
1407                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1408                 notify = tcp_mtudisc;
1409         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1410                 ip = NULL;
1411                 notify = in_rtchange;
1412         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1413                 ip = NULL;
1414         }
1415
1416         if (ip != NULL) {
1417                 crit_enter();
1418                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1419                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1420                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1421                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1422                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1423                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1424                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1425                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1426                         tp = intotcpcb(inp);
1427                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1428                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1429                                 (*notify)(inp, arg);
1430                 } else {
1431                         struct in_conninfo inc;
1432
1433                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1434                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1435                         inc.inc_faddr = faddr;
1436                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1437 #ifdef INET6
1438                         inc.inc_isipv6 = 0;
1439 #endif
1440                         syncache_unreach(&inc, th);
1441                 }
1442                 crit_exit();
1443         } else {
1444                 struct netmsg_tcp_notify nmsg;
1445
1446                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1447                 netmsg_init(&nmsg.nm_nmsg, NULL, &curthread->td_msgport,
1448                             0, tcp_notifyall_oncpu);
1449                 nmsg.nm_faddr = faddr;
1450                 nmsg.nm_arg = arg;
1451                 nmsg.nm_notify = notify;
1452
1453                 lwkt_domsg(tcp_cport(0), &nmsg.nm_nmsg.nm_lmsg, 0);
1454         }
1455 }
1456
1457 #ifdef INET6
1458 void
1459 tcp6_ctlinput(int cmd, struct sockaddr *sa, void *d)
1460 {
1461         struct tcphdr th;
1462         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1463         struct ip6_hdr *ip6;
1464         struct mbuf *m;
1465         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1466         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1467         int off;
1468         struct tcp_portonly {
1469                 u_int16_t th_sport;
1470                 u_int16_t th_dport;
1471         } *thp;
1472         int arg;
1473
1474         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1475             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
1476                 return;
1477
1478         arg = 0;
1479         if (cmd == PRC_QUENCH)
1480                 notify = tcp_quench;
1481         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1482                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1483                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1484
1485                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1486                 notify = tcp_mtudisc;
1487         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1488                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1489                 return;
1490         }
1491
1492         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1493         if (d != NULL) {
1494                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1495                 m = ip6cp->ip6c_m;
1496                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1497                 off = ip6cp->ip6c_off;
1498                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1499         } else {
1500                 m = NULL;
1501                 ip6 = NULL;
1502                 off = 0;        /* fool gcc */
1503                 sa6_src = &sa6_any;
1504         }
1505
1506         if (ip6 != NULL) {
1507                 struct in_conninfo inc;
1508                 /*
1509                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1510                  * M and OFF are valid.
1511                  */
1512
1513                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1514                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1515                         return;
1516
1517                 bzero(&th, sizeof th);
1518                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1519
1520                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1521                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1522                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1523
1524                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1525                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1526                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1527                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1528                 inc.inc_isipv6 = 1;
1529                 syncache_unreach(&inc, &th);
1530         } else
1531                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1532                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1533 }
1534 #endif
1535
1536 /*
1537  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1538  *
1539  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1540  * 1.  In SYN-ACK packets.
1541  * 2.  In SYN packets.
1542  *
1543  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1544  * tcp_syncache.c for details.
1545  *
1546  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1547  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1548  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1549  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1550  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1551  *
1552  * Implementation details:
1553  *
1554  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1555  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1556  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1557  * before rollover.
1558  *
1559  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1560  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1561  * as reseeding should not be necessary.
1562  *
1563  */
1564
1565 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1566
1567 u_char isn_secret[32];
1568 int isn_last_reseed;
1569 MD5_CTX isn_ctx;
1570
1571 tcp_seq
1572 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1573 {
1574         u_int32_t md5_buffer[4];
1575         tcp_seq new_isn;
1576
1577         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1578         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1579              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1580                 < (u_int)ticks))) {
1581                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1582                 isn_last_reseed = ticks;
1583         }
1584
1585         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1586         MD5Init(&isn_ctx);
1587         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1588         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1589 #ifdef INET6
1590         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1591                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1592                           sizeof(struct in6_addr));
1593                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1594                           sizeof(struct in6_addr));
1595         } else
1596 #endif
1597         {
1598                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1599                           sizeof(struct in_addr));
1600                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1601                           sizeof(struct in_addr));
1602         }
1603         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1604         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1605         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1606         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1607         return (new_isn);
1608 }
1609
1610 /*
1611  * When a source quench is received, close congestion window
1612  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1613  */
1614 void
1615 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1616 {
1617         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1618
1619         if (tp != NULL) {
1620                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1621                 tp->snd_wacked = 0;
1622         }
1623 }
1624
1625 /*
1626  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1627  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1628  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1629  */
1630 void
1631 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1632 {
1633         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1634
1635         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1636                 tcp_drop(tp, error);
1637 }
1638
1639 /*
1640  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1641  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1642  * since we know the packet we just sent was dropped.
1643  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1644  */
1645 void
1646 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1647 {
1648         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1649         struct rtentry *rt;
1650         struct socket *so = inp->inp_socket;
1651         int maxopd, mss;
1652 #ifdef INET6
1653         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1654 #else
1655         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1656 #endif
1657
1658         if (tp == NULL)
1659                 return;
1660
1661         /*
1662          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1663          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1664          */
1665         if (mtu == 0) {
1666                 int oldmtu;
1667
1668                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1669                     (isipv6 ?
1670                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1671                      sizeof(struct tcpiphdr));
1672                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1673         }
1674
1675         if (isipv6)
1676                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1677         else
1678                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1679         if (rt != NULL) {
1680                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1681                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1682
1683                 maxopd = mtu -
1684                     (isipv6 ?
1685                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1686                      sizeof(struct tcpiphdr));
1687
1688                 /*
1689                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1690                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1691                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1692                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1693                  * never actually take place, because the conservative
1694                  * default is much less than the MTUs typically seen
1695                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1696                  * this under the carpet.
1697                  *
1698                  * The conservative default might not actually be a problem
1699                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1700                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1701                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1702                  * will get recorded and the new parameters should get
1703                  * recomputed.  For Further Study.
1704                  */
1705                 if (rt->rt_rmx.rmx_mssopt  && rt->rt_rmx.rmx_mssopt < maxopd)
1706                         maxopd = rt->rt_rmx.rmx_mssopt;
1707         } else
1708                 maxopd = mtu -
1709                     (isipv6 ?
1710                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1711                      sizeof(struct tcpiphdr));
1712
1713         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1714                 return;
1715         tp->t_maxopd = maxopd;
1716
1717         mss = maxopd;
1718         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1719                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1720                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1721
1722         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1723 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1724         if (mss > MCLBYTES)
1725                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1726 #else
1727         if (mss > MCLBYTES)
1728                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1729 #endif
1730
1731         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1732                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1733
1734         tp->t_maxseg = mss;
1735         tp->t_rtttime = 0;
1736         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1737         tcp_output(tp);
1738         tcpstat.tcps_mturesent++;
1739 }
1740
1741 /*
1742  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1743  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1744  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1745  * to get the interface MTU.
1746  */
1747 struct rtentry *
1748 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1749 {
1750         struct route *ro = &inc->inc_route;
1751
1752         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1753                 /* No route yet, so try to acquire one */
1754                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1755                         /*
1756                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1757                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1758                          */
1759                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1760                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1761                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1762                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1763                             inc->inc_faddr;
1764                         rtalloc(ro);
1765                 }
1766         }
1767         return (ro->ro_rt);
1768 }
1769
1770 #ifdef INET6
1771 struct rtentry *
1772 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1773 {
1774         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1775
1776         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1777                 /* No route yet, so try to acquire one */
1778                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1779                         /*
1780                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1781                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1782                          */
1783                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1784                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1785                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1786                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1787                         rtalloc((struct route *)ro6);
1788                 }
1789         }
1790         return (ro6->ro_rt);
1791 }
1792 #endif
1793
1794 #ifdef IPSEC
1795 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1796 size_t
1797 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1798 {
1799         struct inpcb *inp;
1800         struct mbuf *m;
1801         size_t hdrsiz;
1802         struct ip *ip;
1803         struct tcphdr *th;
1804
1805         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1806                 return (0);
1807         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1808         if (!m)
1809                 return (0);
1810
1811 #ifdef INET6
1812         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1813                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1814
1815                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1816                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1817                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1818                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1819                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1820         } else
1821 #endif
1822         {
1823                 ip = mtod(m, struct ip *);
1824                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1825                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1826                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1827                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1828         }
1829
1830         m_free(m);
1831         return (hdrsiz);
1832 }
1833 #endif
1834
1835 /*
1836  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1837  *
1838  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1839  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1840  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1841  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1842  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1843  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1844  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1845  * side of the connection.
1846  *
1847  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1848  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1849  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1850  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1851  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1852  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1853  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1854  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1855  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1856  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1857  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1858  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1859  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1860  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1861  * resources.
1862  *
1863  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1864  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1865  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1866  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1867  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1868  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1869  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1870  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1871  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1872  * implementing the same algorithm.
1873  *
1874  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1875  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1876  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1877  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1878  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1879  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1880  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1881  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1882  * which to extend the algorithm.
1883  */
1884 void
1885 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1886 {
1887         u_long bw;
1888         u_long bwnd;
1889         int save_ticks;
1890         int delta_ticks;
1891
1892         /*
1893          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1894          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1895          */
1896         if (!tcp_inflight_enable) {
1897                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1898                 tp->snd_bandwidth = 0;
1899                 return;
1900         }
1901
1902         /*
1903          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1904          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1905          */
1906         save_ticks = ticks;
1907         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1908         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1909                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1910                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1911                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1912                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1913                 return;
1914         }
1915         if (delta_ticks == 0)
1916                 return;
1917
1918         /*
1919          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1920          */
1921         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1922                 return;
1923
1924         /*
1925          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1926          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1927          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1928          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1929          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1930          * increases.
1931          */
1932         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1933         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1934         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1935         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1936
1937         tp->snd_bandwidth = bw;
1938
1939         /*
1940          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1941          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1942          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1943          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1944          *
1945          * Situations Handled:
1946          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1947          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1948          *          specified, and also does a good job preventing
1949          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1950          *          (at least for the transmit side).
1951          *
1952          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1953          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1954          *          increases).
1955          *
1956          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1957          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1958          *          a little work).
1959          *
1960          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
1961          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1962          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1963          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1964          *          choice.
1965          */
1966
1967 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
1968         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
1969                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
1970 #undef USERTT
1971
1972         if (tcp_inflight_debug > 0) {
1973                 static int ltime;
1974                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
1975                         ltime = ticks;
1976                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
1977                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
1978                 }
1979         }
1980         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
1981                 bwnd = tcp_inflight_min;
1982         if (bwnd > tcp_inflight_max)
1983                 bwnd = tcp_inflight_max;
1984         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
1985                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
1986         tp->snd_bwnd = bwnd;
1987 }