tcp: Implement RFC4653 Non-Congestion Robustness (NCR)
[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  */
69
70 #include "opt_compat.h"
71 #include "opt_inet.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 <net/route.h>
97 #include <net/if.h>
98 #include <net/netisr.h>
99
100 #define _IP_VHL
101 #include <netinet/in.h>
102 #include <netinet/in_systm.h>
103 #include <netinet/ip.h>
104 #include <netinet/ip6.h>
105 #include <netinet/in_pcb.h>
106 #include <netinet6/in6_pcb.h>
107 #include <netinet/in_var.h>
108 #include <netinet/ip_var.h>
109 #include <netinet6/ip6_var.h>
110 #include <netinet/ip_icmp.h>
111 #ifdef INET6
112 #include <netinet/icmp6.h>
113 #endif
114 #include <netinet/tcp.h>
115 #include <netinet/tcp_fsm.h>
116 #include <netinet/tcp_seq.h>
117 #include <netinet/tcp_timer.h>
118 #include <netinet/tcp_timer2.h>
119 #include <netinet/tcp_var.h>
120 #include <netinet6/tcp6_var.h>
121 #include <netinet/tcpip.h>
122 #ifdef TCPDEBUG
123 #include <netinet/tcp_debug.h>
124 #endif
125 #include <netinet6/ip6protosw.h>
126
127 #ifdef IPSEC
128 #include <netinet6/ipsec.h>
129 #include <netproto/key/key.h>
130 #ifdef INET6
131 #include <netinet6/ipsec6.h>
132 #endif
133 #endif
134
135 #ifdef FAST_IPSEC
136 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
137 #ifdef INET6
138 #include <netproto/ipsec/ipsec6.h>
139 #endif
140 #define IPSEC
141 #endif
142
143 #include <sys/md5.h>
144 #include <machine/smp.h>
145
146 #include <sys/msgport2.h>
147 #include <sys/mplock2.h>
148 #include <net/netmsg2.h>
149
150 #if !defined(KTR_TCP)
151 #define KTR_TCP         KTR_ALL
152 #endif
153 /*
154 KTR_INFO_MASTER(tcp);
155 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, rxmsg, 0, "tcp getmsg", 0);
156 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, wait, 1, "tcp waitmsg", 0);
157 KTR_INFO(KTR_TCP, tcp, delayed, 2, "tcp execute delayed ops", 0);
158 #define logtcp(name)    KTR_LOG(tcp_ ## name)
159 */
160
161 #define TCP_IW_MAXSEGS_DFLT     4
162 #define TCP_IW_CAPSEGS_DFLT     3
163
164 struct inpcbinfo tcbinfo[MAXCPU];
165 struct tcpcbackqhead tcpcbackq[MAXCPU];
166
167 static struct lwkt_token tcp_port_token =
168                 LWKT_TOKEN_INITIALIZER(tcp_port_token);
169
170 int tcp_mssdflt = TCP_MSS;
171 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_MSSDFLT, mssdflt, CTLFLAG_RW,
172     &tcp_mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size");
173
174 #ifdef INET6
175 int tcp_v6mssdflt = TCP6_MSS;
176 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_V6MSSDFLT, v6mssdflt, CTLFLAG_RW,
177     &tcp_v6mssdflt, 0, "Default TCP Maximum Segment Size for IPv6");
178 #endif
179
180 /*
181  * Minimum MSS we accept and use. This prevents DoS attacks where
182  * we are forced to a ridiculous low MSS like 20 and send hundreds
183  * of packets instead of one. The effect scales with the available
184  * bandwidth and quickly saturates the CPU and network interface
185  * with packet generation and sending. Set to zero to disable MINMSS
186  * checking. This setting prevents us from sending too small packets.
187  */
188 int tcp_minmss = TCP_MINMSS;
189 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, minmss, CTLFLAG_RW,
190     &tcp_minmss , 0, "Minmum TCP Maximum Segment Size");
191
192 #if 0
193 static int tcp_rttdflt = TCPTV_SRTTDFLT / PR_SLOWHZ;
194 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_RTTDFLT, rttdflt, CTLFLAG_RW,
195     &tcp_rttdflt, 0, "Default maximum TCP Round Trip Time");
196 #endif
197
198 int tcp_do_rfc1323 = 1;
199 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, TCPCTL_DO_RFC1323, rfc1323, CTLFLAG_RW,
200     &tcp_do_rfc1323, 0, "Enable rfc1323 (high performance TCP) extensions");
201
202 static int tcp_tcbhashsize = 0;
203 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, tcbhashsize, CTLFLAG_RD,
204      &tcp_tcbhashsize, 0, "Size of TCP control block hashtable");
205
206 static int do_tcpdrain = 1;
207 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, do_tcpdrain, CTLFLAG_RW, &do_tcpdrain, 0,
208      "Enable tcp_drain routine for extra help when low on mbufs");
209
210 static int icmp_may_rst = 1;
211 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, icmp_may_rst, CTLFLAG_RW, &icmp_may_rst, 0,
212     "Certain ICMP unreachable messages may abort connections in SYN_SENT");
213
214 static int tcp_isn_reseed_interval = 0;
215 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, isn_reseed_interval, CTLFLAG_RW,
216     &tcp_isn_reseed_interval, 0, "Seconds between reseeding of ISN secret");
217
218 /*
219  * TCP bandwidth limiting sysctls.  The inflight limiter is now turned on
220  * by default, but with generous values which should allow maximal
221  * bandwidth.  In particular, the slop defaults to 50 (5 packets).
222  *
223  * The reason for doing this is that the limiter is the only mechanism we
224  * have which seems to do a really good job preventing receiver RX rings
225  * on network interfaces from getting blown out.  Even though GigE/10GigE
226  * is supposed to flow control it looks like either it doesn't actually
227  * do it or Open Source drivers do not properly enable it.
228  *
229  * People using the limiter to reduce bottlenecks on slower WAN connections
230  * should set the slop to 20 (2 packets).
231  */
232 static int tcp_inflight_enable = 1;
233 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_enable, CTLFLAG_RW,
234     &tcp_inflight_enable, 0, "Enable automatic TCP inflight data limiting");
235
236 static int tcp_inflight_debug = 0;
237 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_debug, CTLFLAG_RW,
238     &tcp_inflight_debug, 0, "Debug TCP inflight calculations");
239
240 static int tcp_inflight_min = 6144;
241 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_min, CTLFLAG_RW,
242     &tcp_inflight_min, 0, "Lower bound for TCP inflight window");
243
244 static int tcp_inflight_max = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
245 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_max, CTLFLAG_RW,
246     &tcp_inflight_max, 0, "Upper bound for TCP inflight window");
247
248 static int tcp_inflight_stab = 50;
249 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, inflight_stab, CTLFLAG_RW,
250     &tcp_inflight_stab, 0, "Slop in maximal packets / 10 (20 = 3 packets)");
251
252 static int tcp_do_rfc3390 = 1;
253 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, rfc3390, CTLFLAG_RW,
254     &tcp_do_rfc3390, 0,
255     "Enable RFC 3390 (Increasing TCP's Initial Congestion Window)");
256
257 static u_long tcp_iw_maxsegs = TCP_IW_MAXSEGS_DFLT;
258 SYSCTL_ULONG(_net_inet_tcp, OID_AUTO, iwmaxsegs, CTLFLAG_RW,
259     &tcp_iw_maxsegs, 0, "TCP IW segments max");
260
261 static u_long tcp_iw_capsegs = TCP_IW_CAPSEGS_DFLT;
262 SYSCTL_ULONG(_net_inet_tcp, OID_AUTO, iwcapsegs, CTLFLAG_RW,
263     &tcp_iw_capsegs, 0, "TCP IW segments");
264
265 int tcp_low_rtobase = 1;
266 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, low_rtobase, CTLFLAG_RW,
267     &tcp_low_rtobase, 0, "Lowering the Initial RTO (RFC 6298)");
268
269 static int tcp_do_ncr = 1;
270 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, ncr, CTLFLAG_RW,
271     &tcp_do_ncr, 0, "Non-Congestion Robustness (RFC 4653)");
272
273 static MALLOC_DEFINE(M_TCPTEMP, "tcptemp", "TCP Templates for Keepalives");
274 static struct malloc_pipe tcptemp_mpipe;
275
276 static void tcp_willblock(void);
277 static void tcp_notify (struct inpcb *, int);
278
279 struct tcp_stats tcpstats_percpu[MAXCPU];
280 #ifdef SMP
281 static int
282 sysctl_tcpstats(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
283 {
284         int cpu, error = 0;
285
286         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
287                 if ((error = SYSCTL_OUT(req, &tcpstats_percpu[cpu],
288                                         sizeof(struct tcp_stats))))
289                         break;
290                 if ((error = SYSCTL_IN(req, &tcpstats_percpu[cpu],
291                                        sizeof(struct tcp_stats))))
292                         break;
293         }
294
295         return (error);
296 }
297 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
298     0, 0, sysctl_tcpstats, "S,tcp_stats", "TCP statistics");
299 #else
300 SYSCTL_STRUCT(_net_inet_tcp, TCPCTL_STATS, stats, CTLFLAG_RW,
301     &tcpstat, tcp_stats, "TCP statistics");
302 #endif
303
304 /*
305  * Target size of TCP PCB hash tables. Must be a power of two.
306  *
307  * Note that this can be overridden by the kernel environment
308  * variable net.inet.tcp.tcbhashsize
309  */
310 #ifndef TCBHASHSIZE
311 #define TCBHASHSIZE     512
312 #endif
313
314 /*
315  * This is the actual shape of what we allocate using the zone
316  * allocator.  Doing it this way allows us to protect both structures
317  * using the same generation count, and also eliminates the overhead
318  * of allocating tcpcbs separately.  By hiding the structure here,
319  * we avoid changing most of the rest of the code (although it needs
320  * to be changed, eventually, for greater efficiency).
321  */
322 #define ALIGNMENT       32
323 #define ALIGNM1         (ALIGNMENT - 1)
324 struct  inp_tp {
325         union {
326                 struct  inpcb inp;
327                 char    align[(sizeof(struct inpcb) + ALIGNM1) & ~ALIGNM1];
328         } inp_tp_u;
329         struct  tcpcb tcb;
330         struct  tcp_callout inp_tp_rexmt;
331         struct  tcp_callout inp_tp_persist;
332         struct  tcp_callout inp_tp_keep;
333         struct  tcp_callout inp_tp_2msl;
334         struct  tcp_callout inp_tp_delack;
335         struct  netmsg_tcp_timer inp_tp_timermsg;
336 };
337 #undef ALIGNMENT
338 #undef ALIGNM1
339
340 /*
341  * Tcp initialization
342  */
343 void
344 tcp_init(void)
345 {
346         struct inpcbporthead *porthashbase;
347         struct inpcbinfo *ticb;
348         u_long porthashmask;
349         int hashsize = TCBHASHSIZE;
350         int cpu;
351
352         /*
353          * note: tcptemp is used for keepalives, and it is ok for an
354          * allocation to fail so do not specify MPF_INT.
355          */
356         mpipe_init(&tcptemp_mpipe, M_TCPTEMP, sizeof(struct tcptemp),
357                     25, -1, 0, NULL, NULL, NULL);
358
359         tcp_delacktime = TCPTV_DELACK;
360         tcp_keepinit = TCPTV_KEEP_INIT;
361         tcp_keepidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
362         tcp_keepintvl = TCPTV_KEEPINTVL;
363         tcp_maxpersistidle = TCPTV_KEEP_IDLE;
364         tcp_msl = TCPTV_MSL;
365         tcp_rexmit_min = TCPTV_MIN;
366         tcp_rexmit_slop = TCPTV_CPU_VAR;
367
368         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.tcbhashsize", &hashsize);
369         if (!powerof2(hashsize)) {
370                 kprintf("WARNING: TCB hash size not a power of 2\n");
371                 hashsize = 512; /* safe default */
372         }
373         tcp_tcbhashsize = hashsize;
374         porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB, &porthashmask);
375
376         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
377                 ticb = &tcbinfo[cpu];
378                 in_pcbinfo_init(ticb);
379                 ticb->cpu = cpu;
380                 ticb->hashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
381                                           &ticb->hashmask);
382                 ticb->porthashbase = porthashbase;
383                 ticb->porthashmask = porthashmask;
384                 ticb->porttoken = &tcp_port_token;
385 #if 0
386                 ticb->porthashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
387                                               &ticb->porthashmask);
388 #endif
389                 ticb->wildcardhashbase = hashinit(hashsize, M_PCB,
390                                                   &ticb->wildcardhashmask);
391                 ticb->ipi_size = sizeof(struct inp_tp);
392                 TAILQ_INIT(&tcpcbackq[cpu]);
393         }
394
395         tcp_reass_maxseg = nmbclusters / 16;
396         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.reass.maxsegments", &tcp_reass_maxseg);
397
398 #ifdef INET6
399 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr))
400 #else
401 #define TCP_MINPROTOHDR (sizeof(struct tcpiphdr))
402 #endif
403         if (max_protohdr < TCP_MINPROTOHDR)
404                 max_protohdr = TCP_MINPROTOHDR;
405         if (max_linkhdr + TCP_MINPROTOHDR > MHLEN)
406                 panic("tcp_init");
407 #undef TCP_MINPROTOHDR
408
409         /*
410          * Initialize TCP statistics counters for each CPU.
411          */
412 #ifdef SMP
413         for (cpu = 0; cpu < ncpus; ++cpu) {
414                 bzero(&tcpstats_percpu[cpu], sizeof(struct tcp_stats));
415         }
416 #else
417         bzero(&tcpstat, sizeof(struct tcp_stats));
418 #endif
419
420         syncache_init();
421         netisr_register_rollup(tcp_willblock);
422 }
423
424 static void
425 tcp_willblock(void)
426 {
427         struct tcpcb *tp;
428         int cpu = mycpu->gd_cpuid;
429
430         while ((tp = TAILQ_FIRST(&tcpcbackq[cpu])) != NULL) {
431                 KKASSERT(tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ);
432                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
433                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[cpu], tp, t_outputq);
434                 tcp_output(tp);
435         }
436 }
437
438 /*
439  * Fill in the IP and TCP headers for an outgoing packet, given the tcpcb.
440  * tcp_template used to store this data in mbufs, but we now recopy it out
441  * of the tcpcb each time to conserve mbufs.
442  */
443 void
444 tcp_fillheaders(struct tcpcb *tp, void *ip_ptr, void *tcp_ptr)
445 {
446         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
447         struct tcphdr *tcp_hdr = (struct tcphdr *)tcp_ptr;
448
449 #ifdef INET6
450         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
451                 struct ip6_hdr *ip6;
452
453                 ip6 = (struct ip6_hdr *)ip_ptr;
454                 ip6->ip6_flow = (ip6->ip6_flow & ~IPV6_FLOWINFO_MASK) |
455                         (inp->in6p_flowinfo & IPV6_FLOWINFO_MASK);
456                 ip6->ip6_vfc = (ip6->ip6_vfc & ~IPV6_VERSION_MASK) |
457                         (IPV6_VERSION & IPV6_VERSION_MASK);
458                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
459                 ip6->ip6_plen = sizeof(struct tcphdr);
460                 ip6->ip6_src = inp->in6p_laddr;
461                 ip6->ip6_dst = inp->in6p_faddr;
462                 tcp_hdr->th_sum = 0;
463         } else
464 #endif
465         {
466                 struct ip *ip = (struct ip *) ip_ptr;
467
468                 ip->ip_vhl = IP_VHL_BORING;
469                 ip->ip_tos = 0;
470                 ip->ip_len = 0;
471                 ip->ip_id = 0;
472                 ip->ip_off = 0;
473                 ip->ip_ttl = 0;
474                 ip->ip_sum = 0;
475                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
476                 ip->ip_src = inp->inp_laddr;
477                 ip->ip_dst = inp->inp_faddr;
478                 tcp_hdr->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr,
479                                     ip->ip_dst.s_addr,
480                                     htons(sizeof(struct tcphdr) + IPPROTO_TCP));
481         }
482
483         tcp_hdr->th_sport = inp->inp_lport;
484         tcp_hdr->th_dport = inp->inp_fport;
485         tcp_hdr->th_seq = 0;
486         tcp_hdr->th_ack = 0;
487         tcp_hdr->th_x2 = 0;
488         tcp_hdr->th_off = 5;
489         tcp_hdr->th_flags = 0;
490         tcp_hdr->th_win = 0;
491         tcp_hdr->th_urp = 0;
492 }
493
494 /*
495  * Create template to be used to send tcp packets on a connection.
496  * Allocates an mbuf and fills in a skeletal tcp/ip header.  The only
497  * use for this function is in keepalives, which use tcp_respond.
498  */
499 struct tcptemp *
500 tcp_maketemplate(struct tcpcb *tp)
501 {
502         struct tcptemp *tmp;
503
504         if ((tmp = mpipe_alloc_nowait(&tcptemp_mpipe)) == NULL)
505                 return (NULL);
506         tcp_fillheaders(tp, &tmp->tt_ipgen, &tmp->tt_t);
507         return (tmp);
508 }
509
510 void
511 tcp_freetemplate(struct tcptemp *tmp)
512 {
513         mpipe_free(&tcptemp_mpipe, tmp);
514 }
515
516 /*
517  * Send a single message to the TCP at address specified by
518  * the given TCP/IP header.  If m == NULL, then we make a copy
519  * of the tcpiphdr at ti and send directly to the addressed host.
520  * This is used to force keep alive messages out using the TCP
521  * template for a connection.  If flags are given then we send
522  * a message back to the TCP which originated the * segment ti,
523  * and discard the mbuf containing it and any other attached mbufs.
524  *
525  * In any case the ack and sequence number of the transmitted
526  * segment are as specified by the parameters.
527  *
528  * NOTE: If m != NULL, then ti must point to *inside* the mbuf.
529  */
530 void
531 tcp_respond(struct tcpcb *tp, void *ipgen, struct tcphdr *th, struct mbuf *m,
532             tcp_seq ack, tcp_seq seq, int flags)
533 {
534         int tlen;
535         int win = 0;
536         struct route *ro = NULL;
537         struct route sro;
538         struct ip *ip = ipgen;
539         struct tcphdr *nth;
540         int ipflags = 0;
541         struct route_in6 *ro6 = NULL;
542         struct route_in6 sro6;
543         struct ip6_hdr *ip6 = ipgen;
544         boolean_t use_tmpro = TRUE;
545 #ifdef INET6
546         boolean_t isipv6 = (IP_VHL_V(ip->ip_vhl) == 6);
547 #else
548         const boolean_t isipv6 = FALSE;
549 #endif
550
551         if (tp != NULL) {
552                 if (!(flags & TH_RST)) {
553                         win = ssb_space(&tp->t_inpcb->inp_socket->so_rcv);
554                         if (win < 0)
555                                 win = 0;
556                         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
557                                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
558                 }
559                 /*
560                  * Don't use the route cache of a listen socket,
561                  * it is not MPSAFE; use temporary route cache.
562                  */
563                 if (tp->t_state != TCPS_LISTEN) {
564                         if (isipv6)
565                                 ro6 = &tp->t_inpcb->in6p_route;
566                         else
567                                 ro = &tp->t_inpcb->inp_route;
568                         use_tmpro = FALSE;
569                 }
570         }
571         if (use_tmpro) {
572                 if (isipv6) {
573                         ro6 = &sro6;
574                         bzero(ro6, sizeof *ro6);
575                 } else {
576                         ro = &sro;
577                         bzero(ro, sizeof *ro);
578                 }
579         }
580         if (m == NULL) {
581                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
582                 if (m == NULL)
583                         return;
584                 tlen = 0;
585                 m->m_data += max_linkhdr;
586                 if (isipv6) {
587                         bcopy(ip6, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip6_hdr));
588                         ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
589                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
590                 } else {
591                         bcopy(ip, mtod(m, caddr_t), sizeof(struct ip));
592                         ip = mtod(m, struct ip *);
593                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
594                 }
595                 bcopy(th, nth, sizeof(struct tcphdr));
596                 flags = TH_ACK;
597         } else {
598                 m_freem(m->m_next);
599                 m->m_next = NULL;
600                 m->m_data = (caddr_t)ipgen;
601                 /* m_len is set later */
602                 tlen = 0;
603 #define xchg(a, b, type) { type t; t = a; a = b; b = t; }
604                 if (isipv6) {
605                         xchg(ip6->ip6_dst, ip6->ip6_src, struct in6_addr);
606                         nth = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
607                 } else {
608                         xchg(ip->ip_dst.s_addr, ip->ip_src.s_addr, n_long);
609                         nth = (struct tcphdr *)(ip + 1);
610                 }
611                 if (th != nth) {
612                         /*
613                          * this is usually a case when an extension header
614                          * exists between the IPv6 header and the
615                          * TCP header.
616                          */
617                         nth->th_sport = th->th_sport;
618                         nth->th_dport = th->th_dport;
619                 }
620                 xchg(nth->th_dport, nth->th_sport, n_short);
621 #undef xchg
622         }
623         if (isipv6) {
624                 ip6->ip6_flow = 0;
625                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
626                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
627                 ip6->ip6_plen = htons((u_short)(sizeof(struct tcphdr) + tlen));
628                 tlen += sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
629         } else {
630                 tlen += sizeof(struct tcpiphdr);
631                 ip->ip_len = tlen;
632                 ip->ip_ttl = ip_defttl;
633         }
634         m->m_len = tlen;
635         m->m_pkthdr.len = tlen;
636         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
637         nth->th_seq = htonl(seq);
638         nth->th_ack = htonl(ack);
639         nth->th_x2 = 0;
640         nth->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
641         nth->th_flags = flags;
642         if (tp != NULL)
643                 nth->th_win = htons((u_short) (win >> tp->rcv_scale));
644         else
645                 nth->th_win = htons((u_short)win);
646         nth->th_urp = 0;
647         if (isipv6) {
648                 nth->th_sum = 0;
649                 nth->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP,
650                                         sizeof(struct ip6_hdr),
651                                         tlen - sizeof(struct ip6_hdr));
652                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp ? tp->t_inpcb : NULL,
653                                                (ro6 && ro6->ro_rt) ?
654                                                 ro6->ro_rt->rt_ifp : NULL);
655         } else {
656                 nth->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
657                     htons((u_short)(tlen - sizeof(struct ip) + ip->ip_p)));
658                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
659                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
660         }
661 #ifdef TCPDEBUG
662         if (tp == NULL || (tp->t_inpcb->inp_socket->so_options & SO_DEBUG))
663                 tcp_trace(TA_OUTPUT, 0, tp, mtod(m, void *), th, 0);
664 #endif
665         if (isipv6) {
666                 ip6_output(m, NULL, ro6, ipflags, NULL, NULL,
667                            tp ? tp->t_inpcb : NULL);
668                 if ((ro6 == &sro6) && (ro6->ro_rt != NULL)) {
669                         RTFREE(ro6->ro_rt);
670                         ro6->ro_rt = NULL;
671                 }
672         } else {
673                 ipflags |= IP_DEBUGROUTE;
674                 ip_output(m, NULL, ro, ipflags, NULL, tp ? tp->t_inpcb : NULL);
675                 if ((ro == &sro) && (ro->ro_rt != NULL)) {
676                         RTFREE(ro->ro_rt);
677                         ro->ro_rt = NULL;
678                 }
679         }
680 }
681
682 /*
683  * Create a new TCP control block, making an
684  * empty reassembly queue and hooking it to the argument
685  * protocol control block.  The `inp' parameter must have
686  * come from the zone allocator set up in tcp_init().
687  */
688 struct tcpcb *
689 tcp_newtcpcb(struct inpcb *inp)
690 {
691         struct inp_tp *it;
692         struct tcpcb *tp;
693 #ifdef INET6
694         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
695 #else
696         const boolean_t isipv6 = FALSE;
697 #endif
698
699         it = (struct inp_tp *)inp;
700         tp = &it->tcb;
701         bzero(tp, sizeof(struct tcpcb));
702         TAILQ_INIT(&tp->t_segq);
703         tp->t_maxseg = tp->t_maxopd = isipv6 ? tcp_v6mssdflt : tcp_mssdflt;
704         tp->t_rxtthresh = tcprexmtthresh;
705
706         /* Set up our timeouts. */
707         tp->tt_rexmt = &it->inp_tp_rexmt;
708         tp->tt_persist = &it->inp_tp_persist;
709         tp->tt_keep = &it->inp_tp_keep;
710         tp->tt_2msl = &it->inp_tp_2msl;
711         tp->tt_delack = &it->inp_tp_delack;
712         tcp_inittimers(tp);
713
714         /*
715          * Zero out timer message.  We don't create it here,
716          * since the current CPU may not be the owner of this
717          * inpcb.
718          */
719         tp->tt_msg = &it->inp_tp_timermsg;
720         bzero(tp->tt_msg, sizeof(*tp->tt_msg));
721
722         tp->t_keepinit = tcp_keepinit;
723         tp->t_keepidle = tcp_keepidle;
724         tp->t_keepintvl = tcp_keepintvl;
725         tp->t_keepcnt = tcp_keepcnt;
726         tp->t_maxidle = tp->t_keepintvl * tp->t_keepcnt;
727
728         if (tcp_do_ncr)
729                 tp->t_flags |= TF_NCR;
730         if (tcp_do_rfc1323)
731                 tp->t_flags |= (TF_REQ_SCALE | TF_REQ_TSTMP);
732
733         tp->t_inpcb = inp;      /* XXX */
734         tp->t_state = TCPS_CLOSED;
735         /*
736          * Init srtt to TCPTV_SRTTBASE (0), so we can tell that we have no
737          * rtt estimate.  Set rttvar so that srtt + 4 * rttvar gives
738          * reasonable initial retransmit time.
739          */
740         tp->t_srtt = TCPTV_SRTTBASE;
741         tp->t_rttvar =
742             ((TCPTV_RTOBASE - TCPTV_SRTTBASE) << TCP_RTTVAR_SHIFT) / 4;
743         tp->t_rttmin = tcp_rexmit_min;
744         tp->t_rxtcur = TCPTV_RTOBASE;
745         tp->snd_cwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
746         tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
747         tp->snd_ssthresh = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
748         tp->snd_last = ticks;
749         tp->t_rcvtime = ticks;
750         /*
751          * IPv4 TTL initialization is necessary for an IPv6 socket as well,
752          * because the socket may be bound to an IPv6 wildcard address,
753          * which may match an IPv4-mapped IPv6 address.
754          */
755         inp->inp_ip_ttl = ip_defttl;
756         inp->inp_ppcb = tp;
757         tcp_sack_tcpcb_init(tp);
758         return (tp);            /* XXX */
759 }
760
761 /*
762  * Drop a TCP connection, reporting the specified error.
763  * If connection is synchronized, then send a RST to peer.
764  */
765 struct tcpcb *
766 tcp_drop(struct tcpcb *tp, int error)
767 {
768         struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
769
770         if (TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
771                 tp->t_state = TCPS_CLOSED;
772                 tcp_output(tp);
773                 tcpstat.tcps_drops++;
774         } else
775                 tcpstat.tcps_conndrops++;
776         if (error == ETIMEDOUT && tp->t_softerror)
777                 error = tp->t_softerror;
778         so->so_error = error;
779         return (tcp_close(tp));
780 }
781
782 #ifdef SMP
783
784 struct netmsg_listen_detach {
785         struct netmsg_base      base;
786         struct tcpcb            *nm_tp;
787 };
788
789 static void
790 tcp_listen_detach_handler(netmsg_t msg)
791 {
792         struct netmsg_listen_detach *nmsg = (struct netmsg_listen_detach *)msg;
793         struct tcpcb *tp = nmsg->nm_tp;
794         int cpu = mycpuid, nextcpu;
795
796         if (tp->t_flags & TF_LISTEN)
797                 syncache_destroy(tp);
798
799         in_pcbremwildcardhash_oncpu(tp->t_inpcb, &tcbinfo[cpu]);
800
801         nextcpu = cpu + 1;
802         if (nextcpu < ncpus2)
803                 lwkt_forwardmsg(cpu_portfn(nextcpu), &nmsg->base.lmsg);
804         else
805                 lwkt_replymsg(&nmsg->base.lmsg, 0);
806 }
807
808 #endif
809
810 /*
811  * Close a TCP control block:
812  *      discard all space held by the tcp
813  *      discard internet protocol block
814  *      wake up any sleepers
815  */
816 struct tcpcb *
817 tcp_close(struct tcpcb *tp)
818 {
819         struct tseg_qent *q;
820         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
821         struct socket *so = inp->inp_socket;
822         struct rtentry *rt;
823         boolean_t dosavessthresh;
824 #ifdef INET6
825         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
826         boolean_t isafinet6 = (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6) != 0);
827 #else
828         const boolean_t isipv6 = FALSE;
829 #endif
830
831 #ifdef SMP
832         /*
833          * INP_WILDCARD_MP indicates that listen(2) has been called on
834          * this socket.  This implies:
835          * - A wildcard inp's hash is replicated for each protocol thread.
836          * - Syncache for this inp grows independently in each protocol
837          *   thread.
838          * - There is more than one cpu
839          *
840          * We have to chain a message to the rest of the protocol threads
841          * to cleanup the wildcard hash and the syncache.  The cleanup
842          * in the current protocol thread is defered till the end of this
843          * function.
844          *
845          * NOTE:
846          * After cleanup the inp's hash and syncache entries, this inp will
847          * no longer be available to the rest of the protocol threads, so we
848          * are safe to whack the inp in the following code.
849          */
850         if (inp->inp_flags & INP_WILDCARD_MP) {
851                 struct netmsg_listen_detach nmsg;
852
853                 KKASSERT(so->so_port == cpu_portfn(0));
854                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
855                 KKASSERT(inp->inp_pcbinfo == &tcbinfo[0]);
856
857                 netmsg_init(&nmsg.base, NULL, &curthread->td_msgport,
858                             MSGF_PRIORITY, tcp_listen_detach_handler);
859                 nmsg.nm_tp = tp;
860                 lwkt_domsg(cpu_portfn(1), &nmsg.base.lmsg, 0);
861
862                 inp->inp_flags &= ~INP_WILDCARD_MP;
863         }
864 #endif
865
866         KKASSERT(tp->t_state != TCPS_TERMINATING);
867         tp->t_state = TCPS_TERMINATING;
868
869         /*
870          * Make sure that all of our timers are stopped before we
871          * delete the PCB.  For listen TCP socket (tp->tt_msg == NULL),
872          * timers are never used.  If timer message is never created
873          * (tp->tt_msg->tt_tcb == NULL), timers are never used too.
874          */
875         if (tp->tt_msg != NULL && tp->tt_msg->tt_tcb != NULL) {
876                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
877                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
878                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_keep);
879                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_2msl);
880                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
881         }
882
883         if (tp->t_flags & TF_ONOUTPUTQ) {
884                 KKASSERT(tp->tt_cpu == mycpu->gd_cpuid);
885                 TAILQ_REMOVE(&tcpcbackq[tp->tt_cpu], tp, t_outputq);
886                 tp->t_flags &= ~TF_ONOUTPUTQ;
887         }
888
889         /*
890          * If we got enough samples through the srtt filter,
891          * save the rtt and rttvar in the routing entry.
892          * 'Enough' is arbitrarily defined as the 16 samples.
893          * 16 samples is enough for the srtt filter to converge
894          * to within 5% of the correct value; fewer samples and
895          * we could save a very bogus rtt.
896          *
897          * Don't update the default route's characteristics and don't
898          * update anything that the user "locked".
899          */
900         if (tp->t_rttupdated >= 16) {
901                 u_long i = 0;
902
903                 if (isipv6) {
904                         struct sockaddr_in6 *sin6;
905
906                         if ((rt = inp->in6p_route.ro_rt) == NULL)
907                                 goto no_valid_rt;
908                         sin6 = (struct sockaddr_in6 *)rt_key(rt);
909                         if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&sin6->sin6_addr))
910                                 goto no_valid_rt;
911                 } else
912                         if ((rt = inp->inp_route.ro_rt) == NULL ||
913                             ((struct sockaddr_in *)rt_key(rt))->
914                              sin_addr.s_addr == INADDR_ANY)
915                                 goto no_valid_rt;
916
917                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTT)) {
918                         i = tp->t_srtt * (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTT_SCALE));
919                         if (rt->rt_rmx.rmx_rtt && i)
920                                 /*
921                                  * filter this update to half the old & half
922                                  * the new values, converting scale.
923                                  * See route.h and tcp_var.h for a
924                                  * description of the scaling constants.
925                                  */
926                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt =
927                                     (rt->rt_rmx.rmx_rtt + i) / 2;
928                         else
929                                 rt->rt_rmx.rmx_rtt = i;
930                         tcpstat.tcps_cachedrtt++;
931                 }
932                 if (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_RTTVAR)) {
933                         i = tp->t_rttvar *
934                             (RTM_RTTUNIT / (hz * TCP_RTTVAR_SCALE));
935                         if (rt->rt_rmx.rmx_rttvar && i)
936                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar =
937                                     (rt->rt_rmx.rmx_rttvar + i) / 2;
938                         else
939                                 rt->rt_rmx.rmx_rttvar = i;
940                         tcpstat.tcps_cachedrttvar++;
941                 }
942                 /*
943                  * The old comment here said:
944                  * update the pipelimit (ssthresh) if it has been updated
945                  * already or if a pipesize was specified & the threshhold
946                  * got below half the pipesize.  I.e., wait for bad news
947                  * before we start updating, then update on both good
948                  * and bad news.
949                  *
950                  * But we want to save the ssthresh even if no pipesize is
951                  * specified explicitly in the route, because such
952                  * connections still have an implicit pipesize specified
953                  * by the global tcp_sendspace.  In the absence of a reliable
954                  * way to calculate the pipesize, it will have to do.
955                  */
956                 i = tp->snd_ssthresh;
957                 if (rt->rt_rmx.rmx_sendpipe != 0)
958                         dosavessthresh = (i < rt->rt_rmx.rmx_sendpipe/2);
959                 else
960                         dosavessthresh = (i < so->so_snd.ssb_hiwat/2);
961                 if (dosavessthresh ||
962                     (!(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_SSTHRESH) && (i != 0) &&
963                      (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh != 0))) {
964                         /*
965                          * convert the limit from user data bytes to
966                          * packets then to packet data bytes.
967                          */
968                         i = (i + tp->t_maxseg / 2) / tp->t_maxseg;
969                         if (i < 2)
970                                 i = 2;
971                         i *= tp->t_maxseg +
972                              (isipv6 ?
973                               sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
974                               sizeof(struct tcpiphdr));
975                         if (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh)
976                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh =
977                                     (rt->rt_rmx.rmx_ssthresh + i) / 2;
978                         else
979                                 rt->rt_rmx.rmx_ssthresh = i;
980                         tcpstat.tcps_cachedssthresh++;
981                 }
982         }
983
984 no_valid_rt:
985         /* free the reassembly queue, if any */
986         while((q = TAILQ_FIRST(&tp->t_segq)) != NULL) {
987                 TAILQ_REMOVE(&tp->t_segq, q, tqe_q);
988                 m_freem(q->tqe_m);
989                 kfree(q, M_TSEGQ);
990                 atomic_add_int(&tcp_reass_qsize, -1);
991         }
992         /* throw away SACK blocks in scoreboard*/
993         if (TCP_DO_SACK(tp))
994                 tcp_sack_destroy(&tp->scb);
995
996         inp->inp_ppcb = NULL;
997         soisdisconnected(so);
998         /* note: pcb detached later on */
999
1000         tcp_destroy_timermsg(tp);
1001
1002         if (tp->t_flags & TF_LISTEN)
1003                 syncache_destroy(tp);
1004
1005         /*
1006          * NOTE:
1007          * pcbdetach removes any wildcard hash entry on the current CPU.
1008          */
1009 #ifdef INET6
1010         if (isafinet6)
1011                 in6_pcbdetach(inp);
1012         else
1013 #endif
1014                 in_pcbdetach(inp);
1015
1016         tcpstat.tcps_closed++;
1017         return (NULL);
1018 }
1019
1020 static __inline void
1021 tcp_drain_oncpu(struct inpcbhead *head)
1022 {
1023         struct inpcb *marker;
1024         struct inpcb *inpb;
1025         struct tcpcb *tcpb;
1026         struct tseg_qent *te;
1027
1028         /*
1029          * Allows us to block while running the list
1030          */
1031         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1032         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1033         LIST_INSERT_HEAD(head, marker, inp_list);
1034
1035         while ((inpb = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL) {
1036                 if ((inpb->inp_flags & INP_PLACEMARKER) == 0 &&
1037                     (tcpb = intotcpcb(inpb)) != NULL &&
1038                     (te = TAILQ_FIRST(&tcpb->t_segq)) != NULL) {
1039                         TAILQ_REMOVE(&tcpb->t_segq, te, tqe_q);
1040                         m_freem(te->tqe_m);
1041                         kfree(te, M_TSEGQ);
1042                         atomic_add_int(&tcp_reass_qsize, -1);
1043                         /* retry */
1044                 } else {
1045                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1046                         LIST_INSERT_AFTER(inpb, marker, inp_list);
1047                 }
1048         }
1049         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1050         kfree(marker, M_TEMP);
1051 }
1052
1053 #ifdef SMP
1054 struct netmsg_tcp_drain {
1055         struct netmsg_base      base;
1056         struct inpcbhead        *nm_head;
1057 };
1058
1059 static void
1060 tcp_drain_handler(netmsg_t msg)
1061 {
1062         struct netmsg_tcp_drain *nm = (void *)msg;
1063
1064         tcp_drain_oncpu(nm->nm_head);
1065         lwkt_replymsg(&nm->base.lmsg, 0);
1066 }
1067 #endif
1068
1069 void
1070 tcp_drain(void)
1071 {
1072 #ifdef SMP
1073         int cpu;
1074 #endif
1075
1076         if (!do_tcpdrain)
1077                 return;
1078
1079         /*
1080          * Walk the tcpbs, if existing, and flush the reassembly queue,
1081          * if there is one...
1082          * XXX: The "Net/3" implementation doesn't imply that the TCP
1083          *      reassembly queue should be flushed, but in a situation
1084          *      where we're really low on mbufs, this is potentially
1085          *      useful.
1086          */
1087 #ifdef SMP
1088         for (cpu = 0; cpu < ncpus2; cpu++) {
1089                 struct netmsg_tcp_drain *nm;
1090
1091                 if (cpu == mycpu->gd_cpuid) {
1092                         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[cpu].pcblisthead);
1093                 } else {
1094                         nm = kmalloc(sizeof(struct netmsg_tcp_drain),
1095                                      M_LWKTMSG, M_NOWAIT);
1096                         if (nm == NULL)
1097                                 continue;
1098                         netmsg_init(&nm->base, NULL, &netisr_afree_rport,
1099                                     0, tcp_drain_handler);
1100                         nm->nm_head = &tcbinfo[cpu].pcblisthead;
1101                         lwkt_sendmsg(cpu_portfn(cpu), &nm->base.lmsg);
1102                 }
1103         }
1104 #else
1105         tcp_drain_oncpu(&tcbinfo[0].pcblisthead);
1106 #endif
1107 }
1108
1109 /*
1110  * Notify a tcp user of an asynchronous error;
1111  * store error as soft error, but wake up user
1112  * (for now, won't do anything until can select for soft error).
1113  *
1114  * Do not wake up user since there currently is no mechanism for
1115  * reporting soft errors (yet - a kqueue filter may be added).
1116  */
1117 static void
1118 tcp_notify(struct inpcb *inp, int error)
1119 {
1120         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1121
1122         /*
1123          * Ignore some errors if we are hooked up.
1124          * If connection hasn't completed, has retransmitted several times,
1125          * and receives a second error, give up now.  This is better
1126          * than waiting a long time to establish a connection that
1127          * can never complete.
1128          */
1129         if (tp->t_state == TCPS_ESTABLISHED &&
1130              (error == EHOSTUNREACH || error == ENETUNREACH ||
1131               error == EHOSTDOWN)) {
1132                 return;
1133         } else if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED && tp->t_rxtshift > 3 &&
1134             tp->t_softerror)
1135                 tcp_drop(tp, error);
1136         else
1137                 tp->t_softerror = error;
1138 #if 0
1139         wakeup(&so->so_timeo);
1140         sorwakeup(so);
1141         sowwakeup(so);
1142 #endif
1143 }
1144
1145 static int
1146 tcp_pcblist(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1147 {
1148         int error, i, n;
1149         struct inpcb *marker;
1150         struct inpcb *inp;
1151         globaldata_t gd;
1152         int origcpu, ccpu;
1153
1154         error = 0;
1155         n = 0;
1156
1157         /*
1158          * The process of preparing the TCB list is too time-consuming and
1159          * resource-intensive to repeat twice on every request.
1160          */
1161         if (req->oldptr == NULL) {
1162                 for (ccpu = 0; ccpu < ncpus; ++ccpu) {
1163                         gd = globaldata_find(ccpu);
1164                         n += tcbinfo[gd->gd_cpuid].ipi_count;
1165                 }
1166                 req->oldidx = (n + n/8 + 10) * sizeof(struct xtcpcb);
1167                 return (0);
1168         }
1169
1170         if (req->newptr != NULL)
1171                 return (EPERM);
1172
1173         marker = kmalloc(sizeof(struct inpcb), M_TEMP, M_WAITOK|M_ZERO);
1174         marker->inp_flags |= INP_PLACEMARKER;
1175
1176         /*
1177          * OK, now we're committed to doing something.  Run the inpcb list
1178          * for each cpu in the system and construct the output.  Use a
1179          * list placemarker to deal with list changes occuring during
1180          * copyout blockages (but otherwise depend on being on the correct
1181          * cpu to avoid races).
1182          */
1183         origcpu = mycpu->gd_cpuid;
1184         for (ccpu = 1; ccpu <= ncpus && error == 0; ++ccpu) {
1185                 globaldata_t rgd;
1186                 caddr_t inp_ppcb;
1187                 struct xtcpcb xt;
1188                 int cpu_id;
1189
1190                 cpu_id = (origcpu + ccpu) % ncpus;
1191                 if ((smp_active_mask & CPUMASK(cpu_id)) == 0)
1192                         continue;
1193                 rgd = globaldata_find(cpu_id);
1194                 lwkt_setcpu_self(rgd);
1195
1196                 n = tcbinfo[cpu_id].ipi_count;
1197
1198                 LIST_INSERT_HEAD(&tcbinfo[cpu_id].pcblisthead, marker, inp_list);
1199                 i = 0;
1200                 while ((inp = LIST_NEXT(marker, inp_list)) != NULL && i < n) {
1201                         /*
1202                          * process a snapshot of pcbs, ignoring placemarkers
1203                          * and using our own to allow SYSCTL_OUT to block.
1204                          */
1205                         LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1206                         LIST_INSERT_AFTER(inp, marker, inp_list);
1207
1208                         if (inp->inp_flags & INP_PLACEMARKER)
1209                                 continue;
1210                         if (prison_xinpcb(req->td, inp))
1211                                 continue;
1212
1213                         xt.xt_len = sizeof xt;
1214                         bcopy(inp, &xt.xt_inp, sizeof *inp);
1215                         inp_ppcb = inp->inp_ppcb;
1216                         if (inp_ppcb != NULL)
1217                                 bcopy(inp_ppcb, &xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1218                         else
1219                                 bzero(&xt.xt_tp, sizeof xt.xt_tp);
1220                         if (inp->inp_socket)
1221                                 sotoxsocket(inp->inp_socket, &xt.xt_socket);
1222                         if ((error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt)) != 0)
1223                                 break;
1224                         ++i;
1225                 }
1226                 LIST_REMOVE(marker, inp_list);
1227                 if (error == 0 && i < n) {
1228                         bzero(&xt, sizeof xt);
1229                         xt.xt_len = sizeof xt;
1230                         while (i < n) {
1231                                 error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1232                                 if (error)
1233                                         break;
1234                                 ++i;
1235                         }
1236                 }
1237         }
1238
1239         /*
1240          * Make sure we are on the same cpu we were on originally, since
1241          * higher level callers expect this.  Also don't pollute caches with
1242          * migrated userland data by (eventually) returning to userland
1243          * on a different cpu.
1244          */
1245         lwkt_setcpu_self(globaldata_find(origcpu));
1246         kfree(marker, M_TEMP);
1247         return (error);
1248 }
1249
1250 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, TCPCTL_PCBLIST, pcblist, CTLFLAG_RD, 0, 0,
1251             tcp_pcblist, "S,xtcpcb", "List of active TCP connections");
1252
1253 static int
1254 tcp_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1255 {
1256         struct sockaddr_in addrs[2];
1257         struct inpcb *inp;
1258         int cpu;
1259         int error;
1260
1261         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1262         if (error != 0)
1263                 return (error);
1264         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1265         if (error != 0)
1266                 return (error);
1267         crit_enter();
1268         cpu = tcp_addrcpu(addrs[1].sin_addr.s_addr, addrs[1].sin_port,
1269             addrs[0].sin_addr.s_addr, addrs[0].sin_port);
1270         inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], addrs[1].sin_addr,
1271             addrs[1].sin_port, addrs[0].sin_addr, addrs[0].sin_port, 0, NULL);
1272         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1273                 error = ENOENT;
1274                 goto out;
1275         }
1276         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1277 out:
1278         crit_exit();
1279         return (error);
1280 }
1281
1282 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1283     0, 0, tcp_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP connection");
1284
1285 #ifdef INET6
1286 static int
1287 tcp6_getcred(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
1288 {
1289         struct sockaddr_in6 addrs[2];
1290         struct inpcb *inp;
1291         int error;
1292         boolean_t mapped = FALSE;
1293
1294         error = priv_check(req->td, PRIV_ROOT);
1295         if (error != 0)
1296                 return (error);
1297         error = SYSCTL_IN(req, addrs, sizeof addrs);
1298         if (error != 0)
1299                 return (error);
1300         if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[0].sin6_addr)) {
1301                 if (IN6_IS_ADDR_V4MAPPED(&addrs[1].sin6_addr))
1302                         mapped = TRUE;
1303                 else
1304                         return (EINVAL);
1305         }
1306         crit_enter();
1307         if (mapped) {
1308                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1309                     *(struct in_addr *)&addrs[1].sin6_addr.s6_addr[12],
1310                     addrs[1].sin6_port,
1311                     *(struct in_addr *)&addrs[0].sin6_addr.s6_addr[12],
1312                     addrs[0].sin6_port,
1313                     0, NULL);
1314         } else {
1315                 inp = in6_pcblookup_hash(&tcbinfo[0],
1316                     &addrs[1].sin6_addr, addrs[1].sin6_port,
1317                     &addrs[0].sin6_addr, addrs[0].sin6_port,
1318                     0, NULL);
1319         }
1320         if (inp == NULL || inp->inp_socket == NULL) {
1321                 error = ENOENT;
1322                 goto out;
1323         }
1324         error = SYSCTL_OUT(req, inp->inp_socket->so_cred, sizeof(struct ucred));
1325 out:
1326         crit_exit();
1327         return (error);
1328 }
1329
1330 SYSCTL_PROC(_net_inet6_tcp6, OID_AUTO, getcred, (CTLTYPE_OPAQUE | CTLFLAG_RW),
1331             0, 0,
1332             tcp6_getcred, "S,ucred", "Get the ucred of a TCP6 connection");
1333 #endif
1334
1335 struct netmsg_tcp_notify {
1336         struct netmsg_base base;
1337         void            (*nm_notify)(struct inpcb *, int);
1338         struct in_addr  nm_faddr;
1339         int             nm_arg;
1340 };
1341
1342 static void
1343 tcp_notifyall_oncpu(netmsg_t msg)
1344 {
1345         struct netmsg_tcp_notify *nm = (struct netmsg_tcp_notify *)msg;
1346         int nextcpu;
1347
1348         in_pcbnotifyall(&tcbinfo[mycpuid].pcblisthead, nm->nm_faddr,
1349                         nm->nm_arg, nm->nm_notify);
1350
1351         nextcpu = mycpuid + 1;
1352         if (nextcpu < ncpus2)
1353                 lwkt_forwardmsg(cpu_portfn(nextcpu), &nm->base.lmsg);
1354         else
1355                 lwkt_replymsg(&nm->base.lmsg, 0);
1356 }
1357
1358 void
1359 tcp_ctlinput(netmsg_t msg)
1360 {
1361         int cmd = msg->ctlinput.nm_cmd;
1362         struct sockaddr *sa = msg->ctlinput.nm_arg;
1363         struct ip *ip = msg->ctlinput.nm_extra;
1364         struct tcphdr *th;
1365         struct in_addr faddr;
1366         struct inpcb *inp;
1367         struct tcpcb *tp;
1368         void (*notify)(struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1369         tcp_seq icmpseq;
1370         int arg, cpu;
1371
1372         if ((unsigned)cmd >= PRC_NCMDS || inetctlerrmap[cmd] == 0) {
1373                 goto done;
1374         }
1375
1376         faddr = ((struct sockaddr_in *)sa)->sin_addr;
1377         if (sa->sa_family != AF_INET || faddr.s_addr == INADDR_ANY)
1378                 goto done;
1379
1380         arg = inetctlerrmap[cmd];
1381         if (cmd == PRC_QUENCH) {
1382                 notify = tcp_quench;
1383         } else if (icmp_may_rst &&
1384                    (cmd == PRC_UNREACH_ADMIN_PROHIB ||
1385                     cmd == PRC_UNREACH_PORT ||
1386                     cmd == PRC_TIMXCEED_INTRANS) &&
1387                    ip != NULL) {
1388                 notify = tcp_drop_syn_sent;
1389         } else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1390                 struct icmp *icmp = (struct icmp *)
1391                     ((caddr_t)ip - offsetof(struct icmp, icmp_ip));
1392
1393                 arg = ntohs(icmp->icmp_nextmtu);
1394                 notify = tcp_mtudisc;
1395         } else if (PRC_IS_REDIRECT(cmd)) {
1396                 ip = NULL;
1397                 notify = in_rtchange;
1398         } else if (cmd == PRC_HOSTDEAD) {
1399                 ip = NULL;
1400         }
1401
1402         if (ip != NULL) {
1403                 crit_enter();
1404                 th = (struct tcphdr *)((caddr_t)ip +
1405                                        (IP_VHL_HL(ip->ip_vhl) << 2));
1406                 cpu = tcp_addrcpu(faddr.s_addr, th->th_dport,
1407                                   ip->ip_src.s_addr, th->th_sport);
1408                 inp = in_pcblookup_hash(&tcbinfo[cpu], faddr, th->th_dport,
1409                                         ip->ip_src, th->th_sport, 0, NULL);
1410                 if ((inp != NULL) && (inp->inp_socket != NULL)) {
1411                         icmpseq = htonl(th->th_seq);
1412                         tp = intotcpcb(inp);
1413                         if (SEQ_GEQ(icmpseq, tp->snd_una) &&
1414                             SEQ_LT(icmpseq, tp->snd_max))
1415                                 (*notify)(inp, arg);
1416                 } else {
1417                         struct in_conninfo inc;
1418
1419                         inc.inc_fport = th->th_dport;
1420                         inc.inc_lport = th->th_sport;
1421                         inc.inc_faddr = faddr;
1422                         inc.inc_laddr = ip->ip_src;
1423 #ifdef INET6
1424                         inc.inc_isipv6 = 0;
1425 #endif
1426                         syncache_unreach(&inc, th);
1427                 }
1428                 crit_exit();
1429         } else {
1430                 struct netmsg_tcp_notify *nm;
1431
1432                 KKASSERT(&curthread->td_msgport == cpu_portfn(0));
1433                 nm = kmalloc(sizeof(*nm), M_LWKTMSG, M_INTWAIT);
1434                 netmsg_init(&nm->base, NULL, &netisr_afree_rport,
1435                             0, tcp_notifyall_oncpu);
1436                 nm->nm_faddr = faddr;
1437                 nm->nm_arg = arg;
1438                 nm->nm_notify = notify;
1439
1440                 lwkt_sendmsg(cpu_portfn(0), &nm->base.lmsg);
1441         }
1442 done:
1443         lwkt_replymsg(&msg->lmsg, 0);
1444 }
1445
1446 #ifdef INET6
1447
1448 void
1449 tcp6_ctlinput(netmsg_t msg)
1450 {
1451         int cmd = msg->ctlinput.nm_cmd;
1452         struct sockaddr *sa = msg->ctlinput.nm_arg;
1453         void *d = msg->ctlinput.nm_extra;
1454         struct tcphdr th;
1455         void (*notify) (struct inpcb *, int) = tcp_notify;
1456         struct ip6_hdr *ip6;
1457         struct mbuf *m;
1458         struct ip6ctlparam *ip6cp = NULL;
1459         const struct sockaddr_in6 *sa6_src = NULL;
1460         int off;
1461         struct tcp_portonly {
1462                 u_int16_t th_sport;
1463                 u_int16_t th_dport;
1464         } *thp;
1465         int arg;
1466
1467         if (sa->sa_family != AF_INET6 ||
1468             sa->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6)) {
1469                 goto out;
1470         }
1471
1472         arg = 0;
1473         if (cmd == PRC_QUENCH)
1474                 notify = tcp_quench;
1475         else if (cmd == PRC_MSGSIZE) {
1476                 struct ip6ctlparam *ip6cp = d;
1477                 struct icmp6_hdr *icmp6 = ip6cp->ip6c_icmp6;
1478
1479                 arg = ntohl(icmp6->icmp6_mtu);
1480                 notify = tcp_mtudisc;
1481         } else if (!PRC_IS_REDIRECT(cmd) &&
1482                  ((unsigned)cmd > PRC_NCMDS || inet6ctlerrmap[cmd] == 0)) {
1483                 goto out;
1484         }
1485
1486         /* if the parameter is from icmp6, decode it. */
1487         if (d != NULL) {
1488                 ip6cp = (struct ip6ctlparam *)d;
1489                 m = ip6cp->ip6c_m;
1490                 ip6 = ip6cp->ip6c_ip6;
1491                 off = ip6cp->ip6c_off;
1492                 sa6_src = ip6cp->ip6c_src;
1493         } else {
1494                 m = NULL;
1495                 ip6 = NULL;
1496                 off = 0;        /* fool gcc */
1497                 sa6_src = &sa6_any;
1498         }
1499
1500         if (ip6 != NULL) {
1501                 struct in_conninfo inc;
1502                 /*
1503                  * XXX: We assume that when IPV6 is non NULL,
1504                  * M and OFF are valid.
1505                  */
1506
1507                 /* check if we can safely examine src and dst ports */
1508                 if (m->m_pkthdr.len < off + sizeof *thp)
1509                         goto out;
1510
1511                 bzero(&th, sizeof th);
1512                 m_copydata(m, off, sizeof *thp, (caddr_t)&th);
1513
1514                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, th.th_dport,
1515                     (struct sockaddr *)ip6cp->ip6c_src,
1516                     th.th_sport, cmd, arg, notify);
1517
1518                 inc.inc_fport = th.th_dport;
1519                 inc.inc_lport = th.th_sport;
1520                 inc.inc6_faddr = ((struct sockaddr_in6 *)sa)->sin6_addr;
1521                 inc.inc6_laddr = ip6cp->ip6c_src->sin6_addr;
1522                 inc.inc_isipv6 = 1;
1523                 syncache_unreach(&inc, &th);
1524         } else {
1525                 in6_pcbnotify(&tcbinfo[0].pcblisthead, sa, 0,
1526                     (const struct sockaddr *)sa6_src, 0, cmd, arg, notify);
1527         }
1528 out:
1529         lwkt_replymsg(&msg->ctlinput.base.lmsg, 0);
1530 }
1531
1532 #endif
1533
1534 /*
1535  * Following is where TCP initial sequence number generation occurs.
1536  *
1537  * There are two places where we must use initial sequence numbers:
1538  * 1.  In SYN-ACK packets.
1539  * 2.  In SYN packets.
1540  *
1541  * All ISNs for SYN-ACK packets are generated by the syncache.  See
1542  * tcp_syncache.c for details.
1543  *
1544  * The ISNs in SYN packets must be monotonic; TIME_WAIT recycling
1545  * depends on this property.  In addition, these ISNs should be
1546  * unguessable so as to prevent connection hijacking.  To satisfy
1547  * the requirements of this situation, the algorithm outlined in
1548  * RFC 1948 is used to generate sequence numbers.
1549  *
1550  * Implementation details:
1551  *
1552  * Time is based off the system timer, and is corrected so that it
1553  * increases by one megabyte per second.  This allows for proper
1554  * recycling on high speed LANs while still leaving over an hour
1555  * before rollover.
1556  *
1557  * net.inet.tcp.isn_reseed_interval controls the number of seconds
1558  * between seeding of isn_secret.  This is normally set to zero,
1559  * as reseeding should not be necessary.
1560  *
1561  */
1562
1563 #define ISN_BYTES_PER_SECOND 1048576
1564
1565 u_char isn_secret[32];
1566 int isn_last_reseed;
1567 MD5_CTX isn_ctx;
1568
1569 tcp_seq
1570 tcp_new_isn(struct tcpcb *tp)
1571 {
1572         u_int32_t md5_buffer[4];
1573         tcp_seq new_isn;
1574
1575         /* Seed if this is the first use, reseed if requested. */
1576         if ((isn_last_reseed == 0) || ((tcp_isn_reseed_interval > 0) &&
1577              (((u_int)isn_last_reseed + (u_int)tcp_isn_reseed_interval*hz)
1578                 < (u_int)ticks))) {
1579                 read_random_unlimited(&isn_secret, sizeof isn_secret);
1580                 isn_last_reseed = ticks;
1581         }
1582
1583         /* Compute the md5 hash and return the ISN. */
1584         MD5Init(&isn_ctx);
1585         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_fport, sizeof(u_short));
1586         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *)&tp->t_inpcb->inp_lport, sizeof(u_short));
1587 #ifdef INET6
1588         if (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) {
1589                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_faddr,
1590                           sizeof(struct in6_addr));
1591                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->in6p_laddr,
1592                           sizeof(struct in6_addr));
1593         } else
1594 #endif
1595         {
1596                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_faddr,
1597                           sizeof(struct in_addr));
1598                 MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &tp->t_inpcb->inp_laddr,
1599                           sizeof(struct in_addr));
1600         }
1601         MD5Update(&isn_ctx, (u_char *) &isn_secret, sizeof(isn_secret));
1602         MD5Final((u_char *) &md5_buffer, &isn_ctx);
1603         new_isn = (tcp_seq) md5_buffer[0];
1604         new_isn += ticks * (ISN_BYTES_PER_SECOND / hz);
1605         return (new_isn);
1606 }
1607
1608 /*
1609  * When a source quench is received, close congestion window
1610  * to one segment.  We will gradually open it again as we proceed.
1611  */
1612 void
1613 tcp_quench(struct inpcb *inp, int error)
1614 {
1615         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1616
1617         if (tp != NULL) {
1618                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
1619                 tp->snd_wacked = 0;
1620         }
1621 }
1622
1623 /*
1624  * When a specific ICMP unreachable message is received and the
1625  * connection state is SYN-SENT, drop the connection.  This behavior
1626  * is controlled by the icmp_may_rst sysctl.
1627  */
1628 void
1629 tcp_drop_syn_sent(struct inpcb *inp, int error)
1630 {
1631         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1632
1633         if ((tp != NULL) && (tp->t_state == TCPS_SYN_SENT))
1634                 tcp_drop(tp, error);
1635 }
1636
1637 /*
1638  * When a `need fragmentation' ICMP is received, update our idea of the MSS
1639  * based on the new value in the route.  Also nudge TCP to send something,
1640  * since we know the packet we just sent was dropped.
1641  * This duplicates some code in the tcp_mss() function in tcp_input.c.
1642  */
1643 void
1644 tcp_mtudisc(struct inpcb *inp, int mtu)
1645 {
1646         struct tcpcb *tp = intotcpcb(inp);
1647         struct rtentry *rt;
1648         struct socket *so = inp->inp_socket;
1649         int maxopd, mss;
1650 #ifdef INET6
1651         boolean_t isipv6 = ((tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0);
1652 #else
1653         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1654 #endif
1655
1656         if (tp == NULL)
1657                 return;
1658
1659         /*
1660          * If no MTU is provided in the ICMP message, use the
1661          * next lower likely value, as specified in RFC 1191.
1662          */
1663         if (mtu == 0) {
1664                 int oldmtu;
1665
1666                 oldmtu = tp->t_maxopd + 
1667                     (isipv6 ?
1668                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1669                      sizeof(struct tcpiphdr));
1670                 mtu = ip_next_mtu(oldmtu, 0);
1671         }
1672
1673         if (isipv6)
1674                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
1675         else
1676                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
1677         if (rt != NULL) {
1678                 if (rt->rt_rmx.rmx_mtu != 0 && rt->rt_rmx.rmx_mtu < mtu)
1679                         mtu = rt->rt_rmx.rmx_mtu;
1680
1681                 maxopd = mtu -
1682                     (isipv6 ?
1683                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1684                      sizeof(struct tcpiphdr));
1685
1686                 /*
1687                  * XXX - The following conditional probably violates the TCP
1688                  * spec.  The problem is that, since we don't know the
1689                  * other end's MSS, we are supposed to use a conservative
1690                  * default.  But, if we do that, then MTU discovery will
1691                  * never actually take place, because the conservative
1692                  * default is much less than the MTUs typically seen
1693                  * on the Internet today.  For the moment, we'll sweep
1694                  * this under the carpet.
1695                  *
1696                  * The conservative default might not actually be a problem
1697                  * if the only case this occurs is when sending an initial
1698                  * SYN with options and data to a host we've never talked
1699                  * to before.  Then, they will reply with an MSS value which
1700                  * will get recorded and the new parameters should get
1701                  * recomputed.  For Further Study.
1702                  */
1703                 if (rt->rt_rmx.rmx_mssopt  && rt->rt_rmx.rmx_mssopt < maxopd)
1704                         maxopd = rt->rt_rmx.rmx_mssopt;
1705         } else
1706                 maxopd = mtu -
1707                     (isipv6 ?
1708                      sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) :
1709                      sizeof(struct tcpiphdr));
1710
1711         if (tp->t_maxopd <= maxopd)
1712                 return;
1713         tp->t_maxopd = maxopd;
1714
1715         mss = maxopd;
1716         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP | TF_NOOPT)) ==
1717                            (TF_REQ_TSTMP | TF_RCVD_TSTMP))
1718                 mss -= TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
1719
1720         /* round down to multiple of MCLBYTES */
1721 #if     (MCLBYTES & (MCLBYTES - 1)) == 0    /* test if MCLBYTES power of 2 */
1722         if (mss > MCLBYTES)
1723                 mss &= ~(MCLBYTES - 1); 
1724 #else
1725         if (mss > MCLBYTES)
1726                 mss = (mss / MCLBYTES) * MCLBYTES;
1727 #endif
1728
1729         if (so->so_snd.ssb_hiwat < mss)
1730                 mss = so->so_snd.ssb_hiwat;
1731
1732         tp->t_maxseg = mss;
1733         tp->t_rtttime = 0;
1734         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
1735         tcp_output(tp);
1736         tcpstat.tcps_mturesent++;
1737 }
1738
1739 /*
1740  * Look-up the routing entry to the peer of this inpcb.  If no route
1741  * is found and it cannot be allocated the return NULL.  This routine
1742  * is called by TCP routines that access the rmx structure and by tcp_mss
1743  * to get the interface MTU.
1744  */
1745 struct rtentry *
1746 tcp_rtlookup(struct in_conninfo *inc)
1747 {
1748         struct route *ro = &inc->inc_route;
1749
1750         if (ro->ro_rt == NULL || !(ro->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1751                 /* No route yet, so try to acquire one */
1752                 if (inc->inc_faddr.s_addr != INADDR_ANY) {
1753                         /*
1754                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1755                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1756                          */
1757                         bzero(&ro->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in));
1758                         ro->ro_dst.sa_family = AF_INET;
1759                         ro->ro_dst.sa_len = sizeof(struct sockaddr_in);
1760                         ((struct sockaddr_in *) &ro->ro_dst)->sin_addr =
1761                             inc->inc_faddr;
1762                         rtalloc(ro);
1763                 }
1764         }
1765         return (ro->ro_rt);
1766 }
1767
1768 #ifdef INET6
1769 struct rtentry *
1770 tcp_rtlookup6(struct in_conninfo *inc)
1771 {
1772         struct route_in6 *ro6 = &inc->inc6_route;
1773
1774         if (ro6->ro_rt == NULL || !(ro6->ro_rt->rt_flags & RTF_UP)) {
1775                 /* No route yet, so try to acquire one */
1776                 if (!IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inc->inc6_faddr)) {
1777                         /*
1778                          * unused portions of the structure MUST be zero'd
1779                          * out because rtalloc() treats it as opaque data
1780                          */
1781                         bzero(&ro6->ro_dst, sizeof(struct sockaddr_in6));
1782                         ro6->ro_dst.sin6_family = AF_INET6;
1783                         ro6->ro_dst.sin6_len = sizeof(struct sockaddr_in6);
1784                         ro6->ro_dst.sin6_addr = inc->inc6_faddr;
1785                         rtalloc((struct route *)ro6);
1786                 }
1787         }
1788         return (ro6->ro_rt);
1789 }
1790 #endif
1791
1792 #ifdef IPSEC
1793 /* compute ESP/AH header size for TCP, including outer IP header. */
1794 size_t
1795 ipsec_hdrsiz_tcp(struct tcpcb *tp)
1796 {
1797         struct inpcb *inp;
1798         struct mbuf *m;
1799         size_t hdrsiz;
1800         struct ip *ip;
1801         struct tcphdr *th;
1802
1803         if ((tp == NULL) || ((inp = tp->t_inpcb) == NULL))
1804                 return (0);
1805         MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_DATA);
1806         if (!m)
1807                 return (0);
1808
1809 #ifdef INET6
1810         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6) {
1811                 struct ip6_hdr *ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1812
1813                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1814                 m->m_pkthdr.len = m->m_len =
1815                     sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
1816                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
1817                 hdrsiz = ipsec6_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1818         } else
1819 #endif
1820         {
1821                 ip = mtod(m, struct ip *);
1822                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1823                 m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct tcpiphdr);
1824                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
1825                 hdrsiz = ipsec4_hdrsiz(m, IPSEC_DIR_OUTBOUND, inp);
1826         }
1827
1828         m_free(m);
1829         return (hdrsiz);
1830 }
1831 #endif
1832
1833 /*
1834  * TCP BANDWIDTH DELAY PRODUCT WINDOW LIMITING
1835  *
1836  * This code attempts to calculate the bandwidth-delay product as a
1837  * means of determining the optimal window size to maximize bandwidth,
1838  * minimize RTT, and avoid the over-allocation of buffers on interfaces and
1839  * routers.  This code also does a fairly good job keeping RTTs in check
1840  * across slow links like modems.  We implement an algorithm which is very
1841  * similar (but not meant to be) TCP/Vegas.  The code operates on the
1842  * transmitter side of a TCP connection and so only effects the transmit
1843  * side of the connection.
1844  *
1845  * BACKGROUND:  TCP makes no provision for the management of buffer space
1846  * at the end points or at the intermediate routers and switches.  A TCP
1847  * stream, whether using NewReno or not, will eventually buffer as
1848  * many packets as it is able and the only reason this typically works is
1849  * due to the fairly small default buffers made available for a connection
1850  * (typicaly 16K or 32K).  As machines use larger windows and/or window
1851  * scaling it is now fairly easy for even a single TCP connection to blow-out
1852  * all available buffer space not only on the local interface, but on
1853  * intermediate routers and switches as well.  NewReno makes a misguided
1854  * attempt to 'solve' this problem by waiting for an actual failure to occur,
1855  * then backing off, then steadily increasing the window again until another
1856  * failure occurs, ad-infinitum.  This results in terrible oscillation that
1857  * is only made worse as network loads increase and the idea of intentionally
1858  * blowing out network buffers is, frankly, a terrible way to manage network
1859  * resources.
1860  *
1861  * It is far better to limit the transmit window prior to the failure
1862  * condition being achieved.  There are two general ways to do this:  First
1863  * you can 'scan' through different transmit window sizes and locate the
1864  * point where the RTT stops increasing, indicating that you have filled the
1865  * pipe, then scan backwards until you note that RTT stops decreasing, then
1866  * repeat ad-infinitum.  This method works in principle but has severe
1867  * implementation issues due to RTT variances, timer granularity, and
1868  * instability in the algorithm which can lead to many false positives and
1869  * create oscillations as well as interact badly with other TCP streams
1870  * implementing the same algorithm.
1871  *
1872  * The second method is to limit the window to the bandwidth delay product
1873  * of the link.  This is the method we implement.  RTT variances and our
1874  * own manipulation of the congestion window, bwnd, can potentially
1875  * destabilize the algorithm.  For this reason we have to stabilize the
1876  * elements used to calculate the window.  We do this by using the minimum
1877  * observed RTT, the long term average of the observed bandwidth, and
1878  * by adding two segments worth of slop.  It isn't perfect but it is able
1879  * to react to changing conditions and gives us a very stable basis on
1880  * which to extend the algorithm.
1881  */
1882 void
1883 tcp_xmit_bandwidth_limit(struct tcpcb *tp, tcp_seq ack_seq)
1884 {
1885         u_long bw;
1886         u_long bwnd;
1887         int save_ticks;
1888         int delta_ticks;
1889
1890         /*
1891          * If inflight_enable is disabled in the middle of a tcp connection,
1892          * make sure snd_bwnd is effectively disabled.
1893          */
1894         if (!tcp_inflight_enable) {
1895                 tp->snd_bwnd = TCP_MAXWIN << TCP_MAX_WINSHIFT;
1896                 tp->snd_bandwidth = 0;
1897                 return;
1898         }
1899
1900         /*
1901          * Validate the delta time.  If a connection is new or has been idle
1902          * a long time we have to reset the bandwidth calculator.
1903          */
1904         save_ticks = ticks;
1905         delta_ticks = save_ticks - tp->t_bw_rtttime;
1906         if (tp->t_bw_rtttime == 0 || delta_ticks < 0 || delta_ticks > hz * 10) {
1907                 tp->t_bw_rtttime = ticks;
1908                 tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1909                 if (tp->snd_bandwidth == 0)
1910                         tp->snd_bandwidth = tcp_inflight_min;
1911                 return;
1912         }
1913         if (delta_ticks == 0)
1914                 return;
1915
1916         /*
1917          * Sanity check, plus ignore pure window update acks.
1918          */
1919         if ((int)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) <= 0)
1920                 return;
1921
1922         /*
1923          * Figure out the bandwidth.  Due to the tick granularity this
1924          * is a very rough number and it MUST be averaged over a fairly
1925          * long period of time.  XXX we need to take into account a link
1926          * that is not using all available bandwidth, but for now our
1927          * slop will ramp us up if this case occurs and the bandwidth later
1928          * increases.
1929          */
1930         bw = (int64_t)(ack_seq - tp->t_bw_rtseq) * hz / delta_ticks;
1931         tp->t_bw_rtttime = save_ticks;
1932         tp->t_bw_rtseq = ack_seq;
1933         bw = ((int64_t)tp->snd_bandwidth * 15 + bw) >> 4;
1934
1935         tp->snd_bandwidth = bw;
1936
1937         /*
1938          * Calculate the semi-static bandwidth delay product, plus two maximal
1939          * segments.  The additional slop puts us squarely in the sweet
1940          * spot and also handles the bandwidth run-up case.  Without the
1941          * slop we could be locking ourselves into a lower bandwidth.
1942          *
1943          * Situations Handled:
1944          *      (1) Prevents over-queueing of packets on LANs, especially on
1945          *          high speed LANs, allowing larger TCP buffers to be
1946          *          specified, and also does a good job preventing
1947          *          over-queueing of packets over choke points like modems
1948          *          (at least for the transmit side).
1949          *
1950          *      (2) Is able to handle changing network loads (bandwidth
1951          *          drops so bwnd drops, bandwidth increases so bwnd
1952          *          increases).
1953          *
1954          *      (3) Theoretically should stabilize in the face of multiple
1955          *          connections implementing the same algorithm (this may need
1956          *          a little work).
1957          *
1958          *      (4) Stability value (defaults to 20 = 2 maximal packets) can
1959          *          be adjusted with a sysctl but typically only needs to be on
1960          *          very slow connections.  A value no smaller then 5 should
1961          *          be used, but only reduce this default if you have no other
1962          *          choice.
1963          */
1964
1965 #define USERTT  ((tp->t_srtt + tp->t_rttbest) / 2)
1966         bwnd = (int64_t)bw * USERTT / (hz << TCP_RTT_SHIFT) +
1967                tcp_inflight_stab * (int)tp->t_maxseg / 10;
1968 #undef USERTT
1969
1970         if (tcp_inflight_debug > 0) {
1971                 static int ltime;
1972                 if ((u_int)(ticks - ltime) >= hz / tcp_inflight_debug) {
1973                         ltime = ticks;
1974                         kprintf("%p bw %ld rttbest %d srtt %d bwnd %ld\n",
1975                                 tp, bw, tp->t_rttbest, tp->t_srtt, bwnd);
1976                 }
1977         }
1978         if ((long)bwnd < tcp_inflight_min)
1979                 bwnd = tcp_inflight_min;
1980         if (bwnd > tcp_inflight_max)
1981                 bwnd = tcp_inflight_max;
1982         if ((long)bwnd < tp->t_maxseg * 2)
1983                 bwnd = tp->t_maxseg * 2;
1984         tp->snd_bwnd = bwnd;
1985 }
1986
1987 static void
1988 tcp_rmx_iwsegs(struct tcpcb *tp, u_long *maxsegs, u_long *capsegs)
1989 {
1990         struct rtentry *rt;
1991         struct inpcb *inp = tp->t_inpcb;
1992 #ifdef INET6
1993         boolean_t isipv6 = ((inp->inp_vflag & INP_IPV6) ? TRUE : FALSE);
1994 #else
1995         const boolean_t isipv6 = FALSE;
1996 #endif
1997
1998         /* XXX */
1999         if (tcp_iw_maxsegs < TCP_IW_MAXSEGS_DFLT)
2000                 tcp_iw_maxsegs = TCP_IW_MAXSEGS_DFLT;
2001         if (tcp_iw_capsegs < TCP_IW_CAPSEGS_DFLT)
2002                 tcp_iw_capsegs = TCP_IW_CAPSEGS_DFLT;
2003
2004         if (isipv6)
2005                 rt = tcp_rtlookup6(&inp->inp_inc);
2006         else
2007                 rt = tcp_rtlookup(&inp->inp_inc);
2008         if (rt == NULL ||
2009             rt->rt_rmx.rmx_iwmaxsegs < TCP_IW_MAXSEGS_DFLT ||
2010             rt->rt_rmx.rmx_iwcapsegs < TCP_IW_CAPSEGS_DFLT) {
2011                 *maxsegs = tcp_iw_maxsegs;
2012                 *capsegs = tcp_iw_capsegs;
2013                 return;
2014         }
2015         *maxsegs = rt->rt_rmx.rmx_iwmaxsegs;
2016         *capsegs = rt->rt_rmx.rmx_iwcapsegs;
2017 }
2018
2019 u_long
2020 tcp_initial_window(struct tcpcb *tp)
2021 {
2022         if (tcp_do_rfc3390) {
2023                 /*
2024                  * RFC3390:
2025                  * "If the SYN or SYN/ACK is lost, the initial window
2026                  *  used by a sender after a correctly transmitted SYN
2027                  *  MUST be one segment consisting of MSS bytes."
2028                  *
2029                  * However, we do something a little bit more aggressive
2030                  * then RFC3390 here:
2031                  * - Only if time spent in the SYN or SYN|ACK retransmition
2032                  *   >= 3 seconds, the IW is reduced.  We do this mainly
2033                  *   because when RFC3390 is published, the initial RTO is
2034                  *   still 3 seconds (the threshold we test here), while
2035                  *   after RFC6298, the initial RTO is 1 second.  This
2036                  *   behaviour probably still falls within the spirit of
2037                  *   RFC3390.
2038                  * - When IW is reduced, 2*MSS is used instead of 1*MSS.
2039                  *   Mainly to avoid sender and receiver deadlock until
2040                  *   delayed ACK timer expires.  And even RFC2581 does not
2041                  *   try to reduce IW upon SYN or SYN|ACK retransmition
2042                  *   timeout.
2043                  *
2044                  * See also:
2045                  * http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-tcpm-initcwnd-03
2046                  */
2047                 if (tp->t_rxtsyn >= TCPTV_RTOBASE3) {
2048                         return (2 * tp->t_maxseg);
2049                 } else {
2050                         u_long maxsegs, capsegs;
2051
2052                         tcp_rmx_iwsegs(tp, &maxsegs, &capsegs);
2053                         return min(maxsegs * tp->t_maxseg,
2054                                    max(2 * tp->t_maxseg, capsegs * 1460));
2055                 }
2056         } else {
2057                 /*
2058                  * Even RFC2581 (back to 1999) allows 2*SMSS IW.
2059                  *
2060                  * Mainly to avoid sender and receiver deadlock
2061                  * until delayed ACK timer expires.
2062                  */
2063                 return (2 * tp->t_maxseg);
2064         }
2065 }
2066
2067 #ifdef TCP_SIGNATURE
2068 /*
2069  * Compute TCP-MD5 hash of a TCP segment. (RFC2385)
2070  *
2071  * We do this over ip, tcphdr, segment data, and the key in the SADB.
2072  * When called from tcp_input(), we can be sure that th_sum has been
2073  * zeroed out and verified already.
2074  *
2075  * Return 0 if successful, otherwise return -1.
2076  *
2077  * XXX The key is retrieved from the system's PF_KEY SADB, by keying a
2078  * search with the destination IP address, and a 'magic SPI' to be
2079  * determined by the application. This is hardcoded elsewhere to 1179
2080  * right now. Another branch of this code exists which uses the SPD to
2081  * specify per-application flows but it is unstable.
2082  */
2083 int
2084 tcpsignature_compute(
2085         struct mbuf *m,         /* mbuf chain */
2086         int len,                /* length of TCP data */
2087         int optlen,             /* length of TCP options */
2088         u_char *buf,            /* storage for MD5 digest */
2089         u_int direction)        /* direction of flow */
2090 {
2091         struct ippseudo ippseudo;
2092         MD5_CTX ctx;
2093         int doff;
2094         struct ip *ip;
2095         struct ipovly *ipovly;
2096         struct secasvar *sav;
2097         struct tcphdr *th;
2098 #ifdef INET6
2099         struct ip6_hdr *ip6;
2100         struct in6_addr in6;
2101         uint32_t plen;
2102         uint16_t nhdr;
2103 #endif /* INET6 */
2104         u_short savecsum;
2105
2106         KASSERT(m != NULL, ("passed NULL mbuf. Game over."));
2107         KASSERT(buf != NULL, ("passed NULL storage pointer for MD5 signature"));
2108         /*
2109          * Extract the destination from the IP header in the mbuf.
2110          */
2111         ip = mtod(m, struct ip *);
2112 #ifdef INET6
2113         ip6 = NULL;     /* Make the compiler happy. */
2114 #endif /* INET6 */
2115         /*
2116          * Look up an SADB entry which matches the address found in
2117          * the segment.
2118          */
2119         switch (IP_VHL_V(ip->ip_vhl)) {
2120         case IPVERSION:
2121                 sav = key_allocsa(AF_INET, (caddr_t)&ip->ip_src, (caddr_t)&ip->ip_dst,
2122                                 IPPROTO_TCP, htonl(TCP_SIG_SPI));
2123                 break;
2124 #ifdef INET6
2125         case (IPV6_VERSION >> 4):
2126                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
2127                 sav = key_allocsa(AF_INET6, (caddr_t)&ip6->ip6_src, (caddr_t)&ip6->ip6_dst,
2128                                 IPPROTO_TCP, htonl(TCP_SIG_SPI));
2129                 break;
2130 #endif /* INET6 */
2131         default:
2132                 return (EINVAL);
2133                 /* NOTREACHED */
2134                 break;
2135         }
2136         if (sav == NULL) {
2137                 kprintf("%s: SADB lookup failed\n", __func__);
2138                 return (EINVAL);
2139         }
2140         MD5Init(&ctx);
2141
2142         /*
2143          * Step 1: Update MD5 hash with IP pseudo-header.
2144          *
2145          * XXX The ippseudo header MUST be digested in network byte order,
2146          * or else we'll fail the regression test. Assume all fields we've
2147          * been doing arithmetic on have been in host byte order.
2148          * XXX One cannot depend on ipovly->ih_len here. When called from
2149          * tcp_output(), the underlying ip_len member has not yet been set.
2150          */
2151         switch (IP_VHL_V(ip->ip_vhl)) {
2152         case IPVERSION:
2153                 ipovly = (struct ipovly *)ip;
2154                 ippseudo.ippseudo_src = ipovly->ih_src;
2155                 ippseudo.ippseudo_dst = ipovly->ih_dst;
2156                 ippseudo.ippseudo_pad = 0;
2157                 ippseudo.ippseudo_p = IPPROTO_TCP;
2158                 ippseudo.ippseudo_len = htons(len + sizeof(struct tcphdr) + optlen);
2159                 MD5Update(&ctx, (char *)&ippseudo, sizeof(struct ippseudo));
2160                 th = (struct tcphdr *)((u_char *)ip + sizeof(struct ip));
2161                 doff = sizeof(struct ip) + sizeof(struct tcphdr) + optlen;
2162                 break;
2163 #ifdef INET6
2164         /*
2165          * RFC 2385, 2.0  Proposal
2166          * For IPv6, the pseudo-header is as described in RFC 2460, namely the
2167          * 128-bit source IPv6 address, 128-bit destination IPv6 address, zero-
2168          * extended next header value (to form 32 bits), and 32-bit segment
2169          * length.
2170          * Note: Upper-Layer Packet Length comes before Next Header.
2171          */
2172         case (IPV6_VERSION >> 4):
2173                 in6 = ip6->ip6_src;
2174                 in6_clearscope(&in6);
2175                 MD5Update(&ctx, (char *)&in6, sizeof(struct in6_addr));
2176                 in6 = ip6->ip6_dst;
2177                 in6_clearscope(&in6);
2178                 MD5Update(&ctx, (char *)&in6, sizeof(struct in6_addr));
2179                 plen = htonl(len + sizeof(struct tcphdr) + optlen);
2180                 MD5Update(&ctx, (char *)&plen, sizeof(uint32_t));
2181                 nhdr = 0;
2182                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2183                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2184                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2185                 nhdr = IPPROTO_TCP;
2186                 MD5Update(&ctx, (char *)&nhdr, sizeof(uint8_t));
2187                 th = (struct tcphdr *)((u_char *)ip6 + sizeof(struct ip6_hdr));
2188                 doff = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr) + optlen;
2189                 break;
2190 #endif /* INET6 */
2191         default:
2192                 return (EINVAL);
2193                 /* NOTREACHED */
2194                 break;
2195         }
2196         /*
2197          * Step 2: Update MD5 hash with TCP header, excluding options.
2198          * The TCP checksum must be set to zero.
2199          */
2200         savecsum = th->th_sum;
2201         th->th_sum = 0;
2202         MD5Update(&ctx, (char *)th, sizeof(struct tcphdr));
2203         th->th_sum = savecsum;
2204         /*
2205          * Step 3: Update MD5 hash with TCP segment data.
2206          *         Use m_apply() to avoid an early m_pullup().
2207          */
2208         if (len > 0)
2209                 m_apply(m, doff, len, tcpsignature_apply, &ctx);
2210         /*
2211          * Step 4: Update MD5 hash with shared secret.
2212          */
2213         MD5Update(&ctx, _KEYBUF(sav->key_auth), _KEYLEN(sav->key_auth));
2214         MD5Final(buf, &ctx);
2215         key_sa_recordxfer(sav, m);
2216         key_freesav(sav);
2217         return (0);
2218 }
2219
2220 int
2221 tcpsignature_apply(void *fstate, void *data, unsigned int len)
2222 {
2223
2224         MD5Update((MD5_CTX *)fstate, (unsigned char *)data, len);
2225         return (0);
2226 }
2227 #endif /* TCP_SIGNATURE */