]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - share/man/man9/mbuf.9
This commit was generated by cvs2svn to compensate for changes in r146515,
[FreeBSD/FreeBSD.git] / share / man / man9 / mbuf.9
1 .\" Copyright (c) 2000 FreeBSD Inc.
2 .\" All rights reserved.
3 .\"
4 .\" Redistribution and use in source and binary forms, with or without
5 .\" modification, are permitted provided that the following conditions
6 .\" are met:
7 .\" 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
8 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
9 .\" 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
10 .\"    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
11 .\"    documentation and/or other materials provided with the distribution.
12 .\"
13 .\" THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
14 .\" ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
15 .\" IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
16 .\" ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL [your name] OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
17 .\" FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
18 .\" DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
19 .\" OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
20 .\" HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
21 .\" LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
22 .\" OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
23 .\" SUCH DAMAGE.
24 .\"
25 .\" $FreeBSD$
26 .\"
27 .Dd August 27, 2004
28 .Dt MBUF 9
29 .Os
30 .\"
31 .Sh NAME
32 .Nm mbuf
33 .Nd "memory management in the kernel IPC subsystem"
34 .\"
35 .Sh SYNOPSIS
36 .In sys/param.h
37 .In sys/systm.h
38 .In sys/mbuf.h
39 .\"
40 .Ss Mbuf allocation macros
41 .Fn MGET "struct mbuf *mbuf" "int how" "short type"
42 .Fn MGETHDR "struct mbuf *mbuf" "int how" "short type"
43 .Fn MCLGET "struct mbuf *mbuf" "int how"
44 .Fo MEXTADD
45 .Fa "struct mbuf *mbuf"
46 .Fa "caddr_t buf"
47 .Fa "u_int size"
48 .Fa "void (*free)(void *opt_args)"
49 .Fa "void *opt_args"
50 .Fa "short flags"
51 .Fa "int type"
52 .Fc
53 .Fn MEXTFREE "struct mbuf *mbuf"
54 .Fn MEXT_ADD_REF "struct mbuf *mbuf"
55 .Fn MEXT_REM_REF "struct mbuf *mbuf"
56 .Fn MFREE "struct mbuf *mbuf" "struct mbuf *successor"
57 .\"
58 .Ss Mbuf utility macros
59 .Fn mtod "struct mbuf *mbuf" "type"
60 .Ft int
61 .Fn MEXT_IS_REF "struct mbuf *mbuf"
62 .Fn M_ALIGN "struct mbuf *mbuf" "u_int len"
63 .Fn MH_ALIGN "struct mbuf *mbuf" "u_int len"
64 .Ft int
65 .Fn M_LEADINGSPACE "struct mbuf *mbuf"
66 .Ft int
67 .Fn M_TRAILINGSPACE "struct mbuf *mbuf"
68 .Fn M_MOVE_PKTHDR "struct mbuf *to" "struct mbuf *from"
69 .Fn M_PREPEND "struct mbuf *mbuf" "int len" "int how"
70 .Fn MCHTYPE "struct mbuf *mbuf" "u_int type"
71 .Ft int
72 .Fn M_WRITABLE "struct mbuf *mbuf"
73 .\"
74 .Ss Mbuf allocation functions
75 .Ft struct mbuf *
76 .Fn m_get "int how" "int type"
77 .Ft struct mbuf *
78 .Fn m_getm "struct mbuf *orig" "int len" "int how" "int type"
79 .Ft struct mbuf *
80 .Fn m_getcl "int how" "short type" "int flags"
81 .Ft struct mbuf *
82 .Fn m_getclr "int how" "int type"
83 .Ft struct mbuf *
84 .Fn m_gethdr "int how" "int type"
85 .Ft struct mbuf *
86 .Fn m_free "struct mbuf *mbuf"
87 .Ft void
88 .Fn m_freem "struct mbuf *mbuf"
89 .\"
90 .Ss Mbuf utility functions
91 .Ft void
92 .Fn m_adj "struct mbuf *mbuf" "int len"
93 .Ft int
94 .Fn m_append "struct mbuf *mbuf" "int len" "c_caddr_t cp"
95 .Ft struct mbuf *
96 .Fn m_prepend "struct mbuf *mbuf" "int len" "int how"
97 .Ft struct mbuf *
98 .Fn m_copyup "struct mbuf *mbuf" "int len" "int dstoff"
99 .Ft struct mbuf *
100 .Fn m_pullup "struct mbuf *mbuf" "int len"
101 .Ft struct mbuf *
102 .Fn m_copym "struct mbuf *mbuf" "int offset" "int len" "int how"
103 .Ft struct mbuf *
104 .Fn m_copypacket "struct mbuf *mbuf" "int how"
105 .Ft struct mbuf *
106 .Fn m_dup "struct mbuf *mbuf" "int how"
107 .Ft void
108 .Fn m_copydata "const struct mbuf *mbuf" "int offset" "int len" "caddr_t buf"
109 .Ft void
110 .Fn m_copyback "struct mbuf *mbuf" "int offset" "int len" "caddr_t buf"
111 .Ft struct mbuf *
112 .Fo m_devget
113 .Fa "char *buf"
114 .Fa "int len"
115 .Fa "int offset"
116 .Fa "struct ifnet *ifp"
117 .Fa "void (*copy)(char *from, caddr_t to, u_int len)"
118 .Fc
119 .Ft void
120 .Fn m_cat "struct mbuf *m" "struct mbuf *n"
121 .Ft u_int
122 .Fn m_fixhdr "struct mbuf *mbuf"
123 .Ft void
124 .Fn m_dup_pkthdr "struct mbuf *to" "struct mbuf *from"
125 .Ft void
126 .Fn m_move_pkthdr "struct mbuf *to" "struct mbuf *from"
127 .Ft u_int
128 .Fn m_length "struct mbuf *mbuf" "struct mbuf **last"
129 .Ft struct mbuf *
130 .Fn m_split "struct mbuf *mbuf" "int len" "int how"
131 .Ft int
132 .Fn m_apply "struct mbuf *mbuf" "int off" "int len" "int (*f)(void *arg, void *data, u_int len)" "void *arg"
133 .Ft struct mbuf *
134 .Fn m_getptr "struct mbuf *mbuf" "int loc" "int *off"
135 .Ft struct mbuf *
136 .Fn m_defrag "struct mbuf *m0" "int how"
137 .\"
138 .Sh DESCRIPTION
139 An
140 .Vt mbuf
141 is a basic unit of memory management in the kernel IPC subsystem.
142 Network packets and socket buffers are stored in
143 .Vt mbufs .
144 A network packet may span multiple
145 .Vt mbufs
146 arranged into a
147 .Vt mbuf chain
148 (linked list),
149 which allows adding or trimming
150 network headers with little overhead.
151 .Pp
152 While a developer should not bother with
153 .Vt mbuf
154 internals without serious
155 reason in order to avoid incompatibilities with future changes, it
156 is useful to understand the general structure of an
157 .Vt mbuf .
158 .Pp
159 An
160 .Vt mbuf
161 consists of a variable-sized header and a small internal
162 buffer for data.
163 The total size of an
164 .Vt mbuf ,
165 .Dv MSIZE ,
166 is a constant defined in
167 .In sys/param.h .
168 The
169 .Vt mbuf
170 header includes:
171 .Pp
172 .Bl -tag -width "m_nextpkt" -offset indent
173 .It Va m_next
174 .Pq Vt struct mbuf *
175 A pointer to the next
176 .Vt mbuf
177 in the
178 .Vt mbuf chain .
179 .It Va m_nextpkt
180 .Pq Vt struct mbuf *
181 A pointer to the next
182 .Vt mbuf chain
183 in the queue.
184 .It Va m_data
185 .Pq Vt caddr_t
186 A pointer to data attached to this
187 .Vt mbuf .
188 .It Va m_len
189 .Pq Vt int
190 The length of the data.
191 .It Va m_type
192 .Pq Vt short
193 The type of the data.
194 .It Va m_flags
195 .Pq Vt int
196 The
197 .Vt mbuf
198 flags.
199 .El
200 .Pp
201 The
202 .Vt mbuf
203 flag bits are defined as follows:
204 .Bd -literal
205 /* mbuf flags */
206 #define M_EXT           0x0001  /* has associated external storage */
207 #define M_PKTHDR        0x0002  /* start of record */
208 #define M_EOR           0x0004  /* end of record */
209 #define M_RDONLY        0x0008  /* associated data marked read-only */
210 #define M_PROTO1        0x0010  /* protocol-specific */
211 #define M_PROTO2        0x0020  /* protocol-specific */
212 #define M_PROTO3        0x0040  /* protocol-specific */
213 #define M_PROTO4        0x0080  /* protocol-specific */
214 #define M_PROTO5        0x0100  /* protocol-specific */
215 #define M_PROTO6        0x4000  /* protocol-specific (avoid M_BCAST conflict) */
216 #define M_FREELIST      0x8000  /* mbuf is on the free list */
217
218 /* mbuf pkthdr flags (also stored in m_flags) */
219 #define M_BCAST         0x0200  /* send/received as link-level broadcast */
220 #define M_MCAST         0x0400  /* send/received as link-level multicast */
221 #define M_FRAG          0x0800  /* packet is fragment of larger packet */
222 #define M_FIRSTFRAG     0x1000  /* packet is first fragment */
223 #define M_LASTFRAG      0x2000  /* packet is last fragment */
224 .Ed
225 .Pp
226 The available
227 .Vt mbuf
228 types are defined as follows:
229 .Bd -literal
230 /* mbuf types */
231 #define MT_DATA         1       /* dynamic (data) allocation */
232 #define MT_HEADER       2       /* packet header */
233 #define MT_SONAME       8       /* socket name */
234 #define MT_FTABLE       11      /* fragment reassembly header */
235 #define MT_CONTROL      14      /* extra-data protocol message */
236 #define MT_OOBDATA      15      /* expedited data */
237 .Ed
238 .Pp
239 If the
240 .Dv M_PKTHDR
241 flag is set, a
242 .Vt struct pkthdr Va m_pkthdr
243 is added to the
244 .Vt mbuf
245 header.
246 It contains a pointer to the interface
247 the packet has been received from
248 .Pq Vt struct ifnet Va *rcvif ,
249 and the total packet length
250 .Pq Vt int Va len .
251 Optionally, it may also contain an attached list of packet tags
252 .Pq Vt "struct m_tag" .
253 See
254 .Xr mbuf_tags 9
255 for details.
256 Fields used in offloading checksum calculation to the hardware are kept in
257 .Va m_pkthdr
258 as well.
259 See
260 .Sx HARDWARE-ASSISTED CHECKSUM CALCULATION
261 for details.
262 .Pp
263 If small enough, data is stored in the internal data buffer of an
264 .Vt mbuf .
265 If the data is sufficiently large, another
266 .Vt mbuf
267 may be added to the
268 .Vt mbuf chain ,
269 or external storage may be associated with the
270 .Vt mbuf .
271 .Dv MHLEN
272 bytes of data can fit into an
273 .Vt mbuf
274 with the
275 .Dv M_PKTHDR
276 flag set,
277 .Dv MLEN
278 bytes can otherwise.
279 .Pp
280 If external storage is being associated with an
281 .Vt mbuf ,
282 the
283 .Va m_ext
284 header is added at the cost of losing the internal data buffer.
285 It includes a pointer to external storage, the size of the storage,
286 a pointer to a function used for freeing the storage,
287 a pointer to an optional argument that can be passed to the function,
288 and a pointer to a reference counter.
289 An
290 .Vt mbuf
291 using external storage has the
292 .Dv M_EXT
293 flag set.
294 .Pp
295 The system supplies a macro for allocating the desired external storage
296 buffer,
297 .Dv MEXTADD .
298 .Pp
299 The allocation and management of the reference counter is handled by the
300 subsystem.
301 The developer can check whether the reference count for the
302 external storage of a given
303 .Vt mbuf
304 is greater than 1 with the
305 .Dv MEXT_IS_REF
306 macro.
307 Similarly, the developer can directly add and remove references,
308 if absolutely necessary, with the use of the
309 .Dv MEXT_ADD_REF
310 and
311 .Dv MEXT_REM_REF
312 macros.
313 .Pp
314 The system also supplies a default type of external storage buffer called an
315 .Vt mbuf cluster .
316 .Vt Mbuf clusters
317 can be allocated and configured with the use of the
318 .Dv MCLGET
319 macro.
320 Each
321 .Vt mbuf cluster
322 is
323 .Dv MCLBYTES
324 in size, where MCLBYTES is a machine-dependent constant.
325 The system defines an advisory macro
326 .Dv MINCLSIZE ,
327 which is the smallest amount of data to put into an
328 .Vt mbuf cluster .
329 It is equal to the sum of
330 .Dv MLEN
331 and
332 .Dv MHLEN .
333 It is typically preferable to store data into the data region of an
334 .Vt mbuf ,
335 if size permits, as opposed to allocating a separate
336 .Vt mbuf cluster
337 to hold the same data.
338 .\"
339 .Ss Macros and Functions
340 There are numerous predefined macros and functions that provide the
341 developer with common utilities.
342 .\"
343 .Bl -ohang -offset indent
344 .It Fn mtod mbuf type
345 Convert an
346 .Fa mbuf
347 pointer to a data pointer.
348 The macro expands to the data pointer cast to the pointer of the specified
349 .Fa type .
350 .Sy Note :
351 It is advisable to ensure that there is enough contiguous data in
352 .Fa mbuf .
353 See
354 .Fn m_pullup
355 for details.
356 .It Fn MGET mbuf how type
357 Allocate an
358 .Vt mbuf
359 and initialize it to contain internal data.
360 .Fa mbuf
361 will point to the allocated
362 .Vt mbuf
363 on success, or be set to
364 .Dv NULL
365 on failure.
366 The
367 .Fa how
368 argument is to be set to
369 .Dv M_TRYWAIT
370 or
371 .Dv M_DONTWAIT .
372 It specifies whether the caller is willing to block if necessary.
373 If
374 .Fa how
375 is set to
376 .Dv M_TRYWAIT ,
377 a failed allocation will result in the caller being put
378 to sleep for a designated
379 kern.ipc.mbuf_wait
380 .Xr ( sysctl 8
381 tunable)
382 number of ticks.
383 A number of other functions and macros related to
384 .Vt mbufs
385 have the same argument because they may
386 at some point need to allocate new
387 .Vt mbufs .
388 .Pp
389 Programmers should be careful not to confuse the
390 .Vt mbuf
391 allocation flag
392 .Dv M_DONTWAIT
393 with the
394 .Xr malloc 9
395 allocation flag,
396 .Dv M_NOWAIT .
397 They are not the same.
398 .It Fn MGETHDR mbuf how type
399 Allocate an
400 .Vt mbuf
401 and initialize it to contain a packet header
402 and internal data.
403 See
404 .Fn MGET
405 for details.
406 .It Fn MCLGET mbuf how
407 Allocate and attach an
408 .Vt mbuf cluster
409 to
410 .Fa mbuf .
411 If the macro fails, the
412 .Dv M_EXT
413 flag will not be set in
414 .Fa mbuf .
415 .It Fn M_ALIGN mbuf len
416 Set the pointer
417 .Fa mbuf->m_data
418 to place an object of the size
419 .Fa len
420 at the end of the internal data area of
421 .Fa mbuf ,
422 long word aligned.
423 Applicable only if
424 .Fa mbuf
425 is newly allocated with
426 .Fn MGET
427 or
428 .Fn m_get .
429 .It Fn MH_ALIGN mbuf len
430 Serves the same purpose as
431 .Fn M_ALIGN
432 does, but only for
433 .Fa mbuf
434 newly allocated with
435 .Fn MGETHDR
436 or
437 .Fn m_gethdr ,
438 or initialized by
439 .Fn m_dup_pkthdr
440 or
441 .Fn m_move_pkthdr .
442 .It Fn M_LEADINGSPACE mbuf
443 Returns the number of bytes available before the beginning
444 of data in
445 .Fa mbuf .
446 .It Fn M_TRAILINGSPACE mbuf
447 Returns the number of bytes available after the end of data in
448 .Fa mbuf .
449 .It Fn M_PREPEND mbuf len how
450 This macro operates on an
451 .Vt mbuf chain .
452 It is an optimized wrapper for
453 .Fn m_prepend
454 that can make use of possible empty space before data
455 (e.g.\& left after trimming of a link-layer header).
456 The new
457 .Vt mbuf chain
458 pointer or
459 .Dv NULL
460 is in
461 .Fa mbuf
462 after the call.
463 .It Fn M_MOVE_PKTHDR to from
464 Using this macro is equivalent to calling
465 .Fn m_move_pkthdr to from .
466 .It Fn M_WRITABLE mbuf
467 This macro will evaluate true if
468 .Fa mbuf
469 is not marked
470 .Dv M_RDONLY
471 and if either
472 .Fa mbuf
473 does not contain external storage or,
474 if it does,
475 then if the reference count of the storage is not greater than 1.
476 The
477 .Dv M_RDONLY
478 flag can be set in
479 .Fa mbuf->m_flags .
480 This can be achieved during setup of the external storage,
481 by passing the
482 .Dv M_RDONLY
483 bit as a
484 .Fa flags
485 argument to the
486 .Fn MEXTADD
487 macro, or can be directly set in individual
488 .Vt mbufs .
489 .It Fn MCHTYPE mbuf type
490 Change the type of
491 .Fa mbuf
492 to
493 .Fa type .
494 This is a relatively expensive operation and should be avoided.
495 .El
496 .Pp
497 The functions are:
498 .Bl -ohang -offset indent
499 .It Fn m_get how type
500 A function version of
501 .Fn MGET
502 for non-critical paths.
503 .It Fn m_getm orig len how type
504 Allocate
505 .Fa len
506 bytes worth of
507 .Vt mbufs
508 and
509 .Vt mbuf clusters
510 if necessary and append the resulting allocated
511 .Vt mbuf chain
512 to the
513 .Vt mbuf chain
514 .Fa orig ,
515 if it is
516 .No non- Ns Dv NULL .
517 If the allocation fails at any point,
518 free whatever was allocated and return
519 .Dv NULL .
520 If
521 .Fa orig
522 is
523 .No non- Ns Dv NULL ,
524 it will not be freed.
525 It is possible to use
526 .Fn m_getm
527 to either append
528 .Fa len
529 bytes to an existing
530 .Vt mbuf
531 or
532 .Vt mbuf chain
533 (for example, one which may be sitting in a pre-allocated ring)
534 or to simply perform an all-or-nothing
535 .Vt mbuf
536 and
537 .Vt mbuf cluster
538 allocation.
539 .It Fn m_gethdr how type
540 A function version of
541 .Fn MGETHDR
542 for non-critical paths.
543 .It Fn m_getcl how type flags
544 Fetch an
545 .Vt mbuf
546 with a
547 .Vt mbuf cluster
548 attached to it.
549 If one of the allocations fails, the entire allocation fails.
550 This routine is the preferred way of fetching both the
551 .Vt mbuf
552 and
553 .Vt mbuf cluster
554 together, as it avoids having to unlock/relock between allocations.
555 Returns
556 .Dv NULL
557 on failure.
558 .It Fn m_getclr how type
559 Allocate an
560 .Vt mbuf
561 and zero out the data region.
562 .It Fn m_free mbuf
563 Frees
564 .Vt mbuf .
565 Returns
566 .Va m_next
567 of the freed
568 .Vt mbuf .
569 .El
570 .Pp
571 The functions below operate on
572 .Vt mbuf chains .
573 .Bl -ohang -offset indent
574 .It Fn m_freem mbuf
575 Free an entire
576 .Vt mbuf chain ,
577 including any external storage.
578 .\"
579 .It Fn m_adj mbuf len
580 Trim
581 .Fa len
582 bytes from the head of an
583 .Vt mbuf chain
584 if
585 .Fa len
586 is positive, from the tail otherwise.
587 .\"
588 .It Fn m_append mbuf len cp
589 Append
590 .Vt len
591 bytes of data
592 .Vt cp
593 to the
594 .Vt mbuf chain .
595 Extend the mbuf chain if the new data does not fit in
596 existing space.
597 .\"
598 .It Fn m_prepend mbuf len how
599 Allocate a new
600 .Vt mbuf
601 and prepend it to the
602 .Vt mbuf chain ,
603 handle
604 .Dv M_PKTHDR
605 properly.
606 .Sy Note :
607 It does not allocate any
608 .Vt mbuf clusters ,
609 so
610 .Fa len
611 must be less than
612 .Dv MLEN
613 or
614 .Dv MHLEN ,
615 depending on the
616 .Dv M_PKTHDR
617 flag setting.
618 .\"
619 .It Fn m_copyup mbuf len dstoff
620 Similar to
621 .Fn m_pullup
622 but copies
623 .Fa len
624 bytes of data into a new mbuf at
625 .Fa dstoff
626 bytes into the mbuf.
627 The
628 .Fa dstoff
629 argument aligns the data and leaves room for a link layer header.
630 Return the new
631 .Vt mbuf chain
632 on success,
633 and frees the
634 .Vt mbuf chain
635 and returns
636 .Dv NULL
637 on failure.
638 .Sy Note :
639 The function does not allocate
640 .Vt mbuf clusters ,
641 so
642 .Fa len + dstoff
643 must be less than
644 .Dv MHLEN .
645 .\"
646 .It Fn m_pullup mbuf len
647 Arrange that the first
648 .Fa len
649 bytes of an
650 .Vt mbuf chain
651 are contiguous and lay in the data area of
652 .Fa mbuf ,
653 so they are accessible with
654 .Fn mtod mbuf type .
655 Return the new
656 .Vt mbuf chain
657 on success,
658 .Dv NULL
659 on failure
660 (the
661 .Vt mbuf chain
662 is freed in this case).
663 .Sy Note :
664 It does not allocate any
665 .Vt mbuf clusters ,
666 so
667 .Fa len
668 must be less than
669 .Dv MHLEN .
670 .\"
671 .It Fn m_copym mbuf offset len how
672 Make a copy of an
673 .Vt mbuf chain
674 starting
675 .Fa offset
676 bytes from the beginning, continuing for
677 .Fa len
678 bytes.
679 If
680 .Fa len
681 is
682 .Dv M_COPYALL ,
683 copy to the end of the
684 .Vt mbuf chain .
685 .Sy Note :
686 The copy is read-only, because the
687 .Vt mbuf clusters
688 are not copied, only their reference counts are incremented.
689 .\"
690 .It Fn m_copypacket mbuf how
691 Copy an entire packet including header, which must be present.
692 This is an optimized version of the common case
693 .Fn m_copym mbuf 0 M_COPYALL how .
694 .Sy Note :
695 the copy is read-only, because the
696 .Vt mbuf clusters
697 are not copied, only their reference counts are incremented.
698 .\"
699 .It Fn m_dup mbuf how
700 Copy a packet header
701 .Vt mbuf chain
702 into a completely new
703 .Vt mbuf chain ,
704 including copying any
705 .Vt mbuf clusters .
706 Use this instead of
707 .Fn m_copypacket
708 when you need a writable copy of an
709 .Vt mbuf chain .
710 .\"
711 .It Fn m_copydata mbuf offset len buf
712 Copy data from an
713 .Vt mbuf chain
714 starting
715 .Fa off
716 bytes from the beginning, continuing for
717 .Fa len
718 bytes, into the indicated buffer
719 .Fa buf .
720 .\"
721 .It Fn m_copyback mbuf offset len buf
722 Copy
723 .Fa len
724 bytes from the buffer
725 .Fa buf
726 back into the indicated
727 .Vt mbuf chain ,
728 starting at
729 .Fa offset
730 bytes from the beginning of the
731 .Vt mbuf chain ,
732 extending the
733 .Vt mbuf chain
734 if necessary.
735 .Sy Note :
736 It does not allocate any
737 .Vt mbuf clusters ,
738 just adds
739 .Vt mbufs
740 to the
741 .Vt mbuf chain .
742 It is safe to set
743 .Fa offset
744 beyond the current
745 .Vt mbuf chain
746 end: zeroed
747 .Vt mbufs
748 will be allocated to fill the space.
749 .\"
750 .It Fn m_length mbuf last
751 Return the length of the
752 .Vt mbuf chain ,
753 and optionally a pointer to the last
754 .Vt mbuf .
755 .\"
756 .It Fn m_dup_pkthdr to from how
757 Upon the function's completion, the
758 .Vt mbuf
759 .Fa to
760 will contain an identical copy of
761 .Fa from->m_pkthdr
762 and the per-packet attributes found in the
763 .Vt mbuf chain
764 .Fa from .
765 The
766 .Vt mbuf
767 .Fa from
768 must have the flag
769 .Dv M_PKTHDR
770 initially set, and
771 .Fa to
772 must be empty on entry.
773 .\"
774 .It Fn m_move_pkthdr to from
775 Move
776 .Va m_pkthdr
777 and the per-packet attributes from the
778 .Vt mbuf chain
779 .Fa from
780 to the
781 .Vt mbuf
782 .Fa to .
783 The
784 .Vt mbuf
785 .Fa from
786 must have the flag
787 .Dv M_PKTHDR
788 initially set, and
789 .Fa to
790 must be empty on entry.
791 Upon the function's completion,
792 .Fa from
793 will have the flag
794 .Dv M_PKTHDR
795 and the per-packet attributes cleared.
796 .\"
797 .It Fn m_fixhdr mbuf
798 Set the packet-header length to the length of the
799 .Vt mbuf chain .
800 .\"
801 .It Fn m_devget buf len offset ifp copy
802 Copy data from a device local memory pointed to by
803 .Fa buf
804 to an
805 .Vt mbuf chain .
806 The copy is done using a specified copy routine
807 .Fa copy ,
808 or
809 .Fn bcopy
810 if
811 .Fa copy
812 is
813 .Dv NULL .
814 .\"
815 .It Fn m_cat m n
816 Concatenate
817 .Fa n
818 to
819 .Fa m .
820 Both
821 .Vt mbuf chains
822 must be of the same type.
823 .Fa N
824 is still valid after the function returned.
825 .Sy Note :
826 It does not handle
827 .Dv M_PKTHDR
828 and friends.
829 .\"
830 .It Fn m_split mbuf len how
831 Partition an
832 .Vt mbuf chain
833 in two pieces, returning the tail:
834 all but the first
835 .Fa len
836 bytes.
837 In case of failure, it returns
838 .Dv NULL
839 and attempts to restore the
840 .Vt mbuf chain
841 to its original state.
842 .\"
843 .It Fn m_apply mbuf off len f arg
844 Apply a function to an
845 .Vt mbuf chain ,
846 at offset
847 .Fa off ,
848 for length
849 .Fa len
850 bytes.
851 Typically used to avoid calls to
852 .Fn m_pullup
853 which would otherwise be unnecessary or undesirable.
854 .Fa arg
855 is a convenience argument which is passed to the callback function
856 .Fa f .
857 .Pp
858 Each time
859 .Fn f
860 is called, it will be passed
861 .Fa arg ,
862 a pointer to the
863 .Fa data
864 in the current mbuf, and the length
865 .Fa len
866 of the data in this mbuf to which the function should be applied.
867 .Pp
868 The function should return zero to indicate success;
869 otherwise, if an error is indicated, then
870 .Fn m_apply
871 will return the error and stop iterating through the
872 .Vt mbuf chain .
873 .\"
874 .It Fn m_getptr mbuf loc off
875 Return a pointer to the mbuf containing the data located at
876 .Fa loc
877 bytes from the beginning of the
878 .Vt mbuf chain .
879 The corresponding offset into the mbuf will be stored in
880 .Fa *off .
881 .It Fn m_defrag m0 how
882 Defragment an mbuf chain, returning the shortest possible
883 chain of mbufs and clusters.
884 If allocation fails and this can not be completed,
885 .Dv NULL
886 will be returned and the original chain will be unchanged.
887 Upon success, the original chain will be freed and the new
888 chain will be returned.
889 .Fa how
890 should be either
891 .Dv M_TRYWAIT
892 or
893 .Dv M_DONTWAIT ,
894 depending on the caller's preference.
895 .Pp
896 This function is especially useful in network drivers, where
897 certain long mbuf chains must be shortened before being added
898 to TX descriptor lists.
899 .El
900 .Sh HARDWARE-ASSISTED CHECKSUM CALCULATION
901 This section currently applies to TCP/IP only.
902 In order to save the host CPU resources, computing checksums is
903 offloaded to the network interface hardware if possible.
904 The
905 .Va m_pkthdr
906 member of the leading
907 .Vt mbuf
908 of a packet contains two fields used for that purpose,
909 .Vt int Va csum_flags
910 and
911 .Vt int Va csum_data .
912 The meaning of those fields depends on the direction a packet flows in,
913 and on whether the packet is fragmented.
914 Henceforth,
915 .Va csum_flags
916 or
917 .Va csum_data
918 of a packet
919 will denote the corresponding field of the
920 .Va m_pkthdr
921 member of the leading
922 .Vt mbuf
923 in the
924 .Vt mbuf chain
925 containing the packet.
926 .Pp
927 On output, checksum offloading is attempted after the outgoing
928 interface has been determined for a packet.
929 The interface-specific field
930 .Va ifnet.if_data.ifi_hwassist
931 (see
932 .Xr ifnet 9 )
933 is consulted for the capabilities of the interface to assist in
934 computing checksums.
935 The
936 .Va csum_flags
937 field of the packet header is set to indicate which actions the interface
938 is supposed to perform on it.
939 The actions unsupported by the network interface are done in the
940 software prior to passing the packet down to the interface driver;
941 such actions will never be requested through
942 .Va csum_flags .
943 .Pp
944 The flags demanding a particular action from an interface are as follows:
945 .Bl -tag -width ".Dv CSUM_TCP" -offset indent
946 .It Dv CSUM_IP
947 The IP header checksum is to be computed and stored in the
948 corresponding field of the packet.
949 The hardware is expected to know the format of an IP header
950 to determine the offset of the IP checksum field.
951 .It Dv CSUM_TCP
952 The TCP checksum is to be computed.
953 (See below.)
954 .It Dv CSUM_UDP
955 The UDP checksum is to be computed.
956 (See below.)
957 .El
958 .Pp
959 Should a TCP or UDP checksum be offloaded to the hardware,
960 the field
961 .Va csum_data
962 will contain the byte offset of the checksum field relative to the
963 end of the IP header.
964 In this case, the checksum field will be initially
965 set by the TCP/IP module to the checksum of the pseudo header
966 defined by the TCP and UDP specifications.
967 .Pp
968 For outbound packets which have been fragmented
969 by the host CPU, the following will also be true,
970 regardless of the checksum flag settings:
971 .Bl -bullet -offset indent
972 .It
973 all fragments will have the flag
974 .Dv M_FRAG
975 set in their
976 .Va m_flags
977 field;
978 .It
979 the first and the last fragments in the chain will have
980 .Dv M_FIRSTFRAG
981 or
982 .Dv M_LASTFRAG
983 set in their
984 .Va m_flags ,
985 correspondingly;
986 .It
987 the first fragment in the chain will have the total number
988 of fragments contained in its
989 .Va csum_data
990 field.
991 .El
992 .Pp
993 The last rule for fragmented packets takes precedence over the one
994 for a TCP or UDP checksum.
995 Nevertheless, offloading a TCP or UDP checksum is possible for a
996 fragmented packet if the flag
997 .Dv CSUM_IP_FRAGS
998 is set in the field
999 .Va ifnet.if_data.ifi_hwassist
1000 associated with the network interface.
1001 However, in this case the interface is expected to figure out
1002 the location of the checksum field within the sequence of fragments
1003 by itself because
1004 .Va csum_data
1005 contains a fragment count instead of a checksum offset value.
1006 .Pp
1007 On input, an interface indicates the actions it has performed
1008 on a packet by setting one or more of the following flags in
1009 .Va csum_flags
1010 associated with the packet:
1011 .Bl -tag -width ".Dv CSUM_IP_CHECKED" -offset indent
1012 .It Dv CSUM_IP_CHECKED
1013 The IP header checksum has been computed.
1014 .It Dv CSUM_IP_VALID
1015 The IP header has a valid checksum.
1016 This flag can appear only in combination with
1017 .Dv CSUM_IP_CHECKED .
1018 .It Dv CSUM_DATA_VALID
1019 The checksum of the data portion of the IP packet has been computed
1020 and stored in the field
1021 .Va csum_data
1022 in network byte order.
1023 .It Dv CSUM_PSEUDO_HDR
1024 Can be set only along with
1025 .Dv CSUM_DATA_VALID
1026 to indicate that the IP data checksum found in
1027 .Va csum_data
1028 allows for the pseudo header defined by the TCP and UDP specifications.
1029 Otherwise the checksum of the pseudo header must be calculated by
1030 the host CPU and added to
1031 .Va csum_data
1032 to obtain the final checksum to be used for TCP or UDP validation purposes.
1033 .El
1034 .Pp
1035 If a particular network interface just indicates success or
1036 failure of TCP or UDP checksum validation without returning
1037 the exact value of the checksum to the host CPU, its driver can mark
1038 .Dv CSUM_DATA_VALID
1039 and
1040 .Dv CSUM_PSEUDO_HDR
1041 in
1042 .Va csum_flags ,
1043 and set
1044 .Va csum_data
1045 to
1046 .Li 0xFFFF
1047 hexadecimal to indicate a valid checksum.
1048 It is a peculiarity of the algorithm used that the Internet checksum
1049 calculated over any valid packet will be
1050 .Li 0xFFFF
1051 as long as the original checksum field is included.
1052 .Pp
1053 For inbound packets which are IP fragments, all
1054 .Va csum_data
1055 fields will be summed during reassembly to obtain the final checksum
1056 value passed to an upper layer in the
1057 .Va csum_data
1058 field of the reassembled packet.
1059 The
1060 .Va csum_flags
1061 fields of all fragments will be consolidated using logical AND
1062 to obtain the final value for
1063 .Va csum_flags .
1064 Thus, in order to successfully
1065 offload checksum computation for fragmented data,
1066 all fragments should have the same value of
1067 .Va csum_flags .
1068 .Sh STRESS TESTING
1069 When running a kernel compiled with the option
1070 .Dv MBUF_STRESS_TEST ,
1071 the following
1072 .Xr sysctl 8 Ns
1073 -controlled options may be used to create
1074 various failure/extreme cases for testing of network drivers
1075 and other parts of the kernel that rely on
1076 .Vt mbufs .
1077 .Bl -tag -width ident
1078 .It Va net.inet.ip.mbuf_frag_size
1079 Causes
1080 .Fn ip_output
1081 to fragment outgoing
1082 .Vt mbuf chains
1083 into fragments of the specified size.
1084 Setting this variable to 1 is an excellent way to
1085 test the long
1086 .Vt mbuf chain
1087 handling ability of network drivers.
1088 .It Va kern.ipc.m_defragrandomfailures
1089 Causes the function
1090 .Fn m_defrag
1091 to randomly fail, returning
1092 .Dv NULL .
1093 Any piece of code which uses
1094 .Fn m_defrag
1095 should be tested with this feature.
1096 .El
1097 .Sh RETURN VALUES
1098 See above.
1099 .Sh SEE ALSO
1100 .Xr ifnet 9 ,
1101 .Xr mbuf_tags 9
1102 .Sh HISTORY
1103 .\" Please correct me if I'm wrong
1104 .Vt Mbufs
1105 appeared in an early version of
1106 .Bx .
1107 Besides being used for network packets, they were used
1108 to store various dynamic structures, such as routing table
1109 entries, interface addresses, protocol control blocks, etc.
1110 .Sh AUTHORS
1111 The original
1112 .Nm
1113 man page was written by Yar Tikhiy.