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