sys/netinet/tcp_syncache.c

   1 /*-
   2  * Copyright (c) 2001 McAfee, Inc.
   3  * Copyright (c) 2006 Andre Oppermann, Internet Business Solutions AG
   4  * All rights reserved.
   5  *
   6  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jonathan Lemon
   7  * and McAfee Research, the Security Research Division of McAfee, Inc. under
   8  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the
   9  * DARPA CHATS research program.
  10  *
  11  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  12  * modification, are permitted provided that the following conditions
  13  * are met:
  14  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  15  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  16  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  18  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  */
  32
  33 #include <sys/cdefs.h>
  34 __FBSDID("$FreeBSD$");
  35
  36 #include "opt_inet.h"
  37 #include "opt_inet6.h"
  38 #include "opt_ipsec.h"
  39 #include "opt_pcbgroup.h"
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/kernel.h>
  44 #include <sys/sysctl.h>
  45 #include <sys/limits.h>
  46 #include <sys/lock.h>
  47 #include <sys/mutex.h>
  48 #include <sys/malloc.h>
  49 #include <sys/mbuf.h>
  50 #include <sys/md5.h>
  51 #include <sys/proc.h>           /* for proc0 declaration */
  52 #include <sys/random.h>
  53 #include <sys/socket.h>
  54 #include <sys/socketvar.h>
  55 #include <sys/syslog.h>
  56 #include <sys/ucred.h>
  57
  58 #include <vm/uma.h>
  59
  60 #include <net/if.h>
  61 #include <net/route.h>
  62 #include <net/vnet.h>
  63
  64 #include <netinet/in.h>
  65 #include <netinet/in_systm.h>
  66 #include <netinet/ip.h>
  67 #include <netinet/in_var.h>
  68 #include <netinet/in_pcb.h>
  69 #include <netinet/ip_var.h>
  70 #include <netinet/ip_options.h>
  71 #ifdef INET6
  72 #include <netinet/ip6.h>
  73 #include <netinet/icmp6.h>
  74 #include <netinet6/nd6.h>
  75 #include <netinet6/ip6_var.h>
  76 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  77 #endif
  78 #include <netinet/tcp.h>
  79 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  80 #include <netinet/tcp_seq.h>
  81 #include <netinet/tcp_timer.h>
  82 #include <netinet/tcp_var.h>
  83 #include <netinet/tcp_syncache.h>
  84 #include <netinet/tcp_offload.h>
  85 #ifdef INET6
  86 #include <netinet6/tcp6_var.h>
  87 #endif
  88
  89 #ifdef IPSEC
  90 #include <netipsec/ipsec.h>
  91 #ifdef INET6
  92 #include <netipsec/ipsec6.h>
  93 #endif
  94 #include <netipsec/key.h>
  95 #endif /*IPSEC*/
  96
  97 #include <machine/in_cksum.h>
  98
  99 #include <security/mac/mac_framework.h>
 100
 101 static VNET_DEFINE(int, tcp_syncookies) = 1;
 102 #define V_tcp_syncookies                VNET(tcp_syncookies)
 103 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, syncookies, CTLFLAG_RW,
 104     &VNET_NAME(tcp_syncookies), 0,
 105     "Use TCP SYN cookies if the syncache overflows");
 106
 107 static VNET_DEFINE(int, tcp_syncookiesonly) = 0;
 108 #define V_tcp_syncookiesonly            VNET(tcp_syncookiesonly)
 109 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, syncookies_only, CTLFLAG_RW,
 110     &VNET_NAME(tcp_syncookiesonly), 0,
 111     "Use only TCP SYN cookies");
 112
 113 #ifdef TCP_OFFLOAD_DISABLE
 114 #define TOEPCB_ISSET(sc) (0)
 115 #else
 116 #define TOEPCB_ISSET(sc) ((sc)->sc_toepcb != NULL)
 117 #endif
 118
 119 static void      syncache_drop(struct syncache *, struct syncache_head *);
 120 static void      syncache_free(struct syncache *);
 121 static void      syncache_insert(struct syncache *, struct syncache_head *);
 122 struct syncache *syncache_lookup(struct in_conninfo *, struct syncache_head **);
 123 static int       syncache_respond(struct syncache *);
 124 static struct    socket *syncache_socket(struct syncache *, struct socket *,
 125                     struct mbuf *m);
 126 static void      syncache_timeout(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch,
 127                     int docallout);
 128 static void      syncache_timer(void *);
 129 static void      syncookie_generate(struct syncache_head *, struct syncache *,
 130                     u_int32_t *);
 131 static struct syncache
 132                 *syncookie_lookup(struct in_conninfo *, struct syncache_head *,
 133                     struct syncache *, struct tcpopt *, struct tcphdr *,
 134                     struct socket *);
 135
 136 /*
 137  * Transmit the SYN,ACK fewer times than TCP_MAXRXTSHIFT specifies.
 138  * 3 retransmits corresponds to a timeout of 3 * (1 + 2 + 4 + 8) == 45 seconds,
 139  * the odds are that the user has given up attempting to connect by then.
 140  */
 141 #define SYNCACHE_MAXREXMTS              3
 142
 143 /* Arbitrary values */
 144 #define TCP_SYNCACHE_HASHSIZE           512
 145 #define TCP_SYNCACHE_BUCKETLIMIT        30
 146
 147 static VNET_DEFINE(struct tcp_syncache, tcp_syncache);
 148 #define V_tcp_syncache                  VNET(tcp_syncache)
 149
 150 SYSCTL_NODE(_net_inet_tcp, OID_AUTO, syncache, CTLFLAG_RW, 0, "TCP SYN cache");
 151
 152 SYSCTL_VNET_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, bucketlimit, CTLFLAG_RDTUN,
 153     &VNET_NAME(tcp_syncache.bucket_limit), 0,
 154     "Per-bucket hash limit for syncache");
 155
 156 SYSCTL_VNET_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, cachelimit, CTLFLAG_RDTUN,
 157     &VNET_NAME(tcp_syncache.cache_limit), 0,
 158     "Overall entry limit for syncache");
 159
 160 SYSCTL_VNET_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, count, CTLFLAG_RD,
 161     &VNET_NAME(tcp_syncache.cache_count), 0,
 162     "Current number of entries in syncache");
 163
 164 SYSCTL_VNET_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, hashsize, CTLFLAG_RDTUN,
 165     &VNET_NAME(tcp_syncache.hashsize), 0,
 166     "Size of TCP syncache hashtable");
 167
 168 SYSCTL_VNET_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, rexmtlimit, CTLFLAG_RW,
 169     &VNET_NAME(tcp_syncache.rexmt_limit), 0,
 170     "Limit on SYN/ACK retransmissions");
 171
 172 VNET_DEFINE(int, tcp_sc_rst_sock_fail) = 1;
 173 SYSCTL_VNET_INT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, rst_on_sock_fail,
 174     CTLFLAG_RW, &VNET_NAME(tcp_sc_rst_sock_fail), 0,
 175     "Send reset on socket allocation failure");
 176
 177 static MALLOC_DEFINE(M_SYNCACHE, "syncache", "TCP syncache");
 178
 179 #define SYNCACHE_HASH(inc, mask)                                        \
 180         ((V_tcp_syncache.hash_secret ^                                  \
 181           (inc)->inc_faddr.s_addr ^                                     \
 182           ((inc)->inc_faddr.s_addr >> 16) ^                             \
 183           (inc)->inc_fport ^ (inc)->inc_lport) & mask)
 184
 185 #define SYNCACHE_HASH6(inc, mask)                                       \
 186         ((V_tcp_syncache.hash_secret ^                                  \
 187           (inc)->inc6_faddr.s6_addr32[0] ^                              \
 188           (inc)->inc6_faddr.s6_addr32[3] ^                              \
 189           (inc)->inc_fport ^ (inc)->inc_lport) & mask)
 190
 191 #define ENDPTS_EQ(a, b) (                                               \
 192         (a)->ie_fport == (b)->ie_fport &&                               \
 193         (a)->ie_lport == (b)->ie_lport &&                               \
 194         (a)->ie_faddr.s_addr == (b)->ie_faddr.s_addr &&                 \
 195         (a)->ie_laddr.s_addr == (b)->ie_laddr.s_addr                    \
 196 )
 197
 198 #define ENDPTS6_EQ(a, b) (memcmp(a, b, sizeof(*a)) == 0)
 199
 200 #define SCH_LOCK(sch)           mtx_lock(&(sch)->sch_mtx)
 201 #define SCH_UNLOCK(sch)         mtx_unlock(&(sch)->sch_mtx)
 202 #define SCH_LOCK_ASSERT(sch)    mtx_assert(&(sch)->sch_mtx, MA_OWNED)
 203
 204 /*
 205  * Requires the syncache entry to be already removed from the bucket list.
 206  */
 207 static void
 208 syncache_free(struct syncache *sc)
 209 {
 210
 211         if (sc->sc_ipopts)
 212                 (void) m_free(sc->sc_ipopts);
 213         if (sc->sc_cred)
 214                 crfree(sc->sc_cred);
 215 #ifdef MAC
 216         mac_syncache_destroy(&sc->sc_label);
 217 #endif
 218
 219         uma_zfree(V_tcp_syncache.zone, sc);
 220 }
 221
 222 void
 223 syncache_init(void)
 224 {
 225         int i;
 226
 227         V_tcp_syncache.cache_count = 0;
 228         V_tcp_syncache.hashsize = TCP_SYNCACHE_HASHSIZE;
 229         V_tcp_syncache.bucket_limit = TCP_SYNCACHE_BUCKETLIMIT;
 230         V_tcp_syncache.rexmt_limit = SYNCACHE_MAXREXMTS;
 231         V_tcp_syncache.hash_secret = arc4random();
 232
 233         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.syncache.hashsize",
 234             &V_tcp_syncache.hashsize);
 235         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.syncache.bucketlimit",
 236             &V_tcp_syncache.bucket_limit);
 237         if (!powerof2(V_tcp_syncache.hashsize) ||
 238             V_tcp_syncache.hashsize == 0) {
 239                 printf("WARNING: syncache hash size is not a power of 2.\n");
 240                 V_tcp_syncache.hashsize = TCP_SYNCACHE_HASHSIZE;
 241         }
 242         V_tcp_syncache.hashmask = V_tcp_syncache.hashsize - 1;
 243
 244         /* Set limits. */
 245         V_tcp_syncache.cache_limit =
 246             V_tcp_syncache.hashsize * V_tcp_syncache.bucket_limit;
 247         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.syncache.cachelimit",
 248             &V_tcp_syncache.cache_limit);
 249
 250         /* Allocate the hash table. */
 251         V_tcp_syncache.hashbase = malloc(V_tcp_syncache.hashsize *
 252             sizeof(struct syncache_head), M_SYNCACHE, M_WAITOK | M_ZERO);
 253
 254         /* Initialize the hash buckets. */
 255         for (i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
 256 #ifdef VIMAGE
 257                 V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_vnet = curvnet;
 258 #endif
 259                 TAILQ_INIT(&V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_bucket);
 260                 mtx_init(&V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_mtx, "tcp_sc_head",
 261                          NULL, MTX_DEF);
 262                 callout_init_mtx(&V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_timer,
 263                          &V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_mtx, 0);
 264                 V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_length = 0;
 265         }
 266
 267         /* Create the syncache entry zone. */
 268         V_tcp_syncache.zone = uma_zcreate("syncache", sizeof(struct syncache),
 269             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
 270         uma_zone_set_max(V_tcp_syncache.zone, V_tcp_syncache.cache_limit);
 271 }
 272
 273 #ifdef VIMAGE
 274 void
 275 syncache_destroy(void)
 276 {
 277         struct syncache_head *sch;
 278         struct syncache *sc, *nsc;
 279         int i;
 280
 281         /* Cleanup hash buckets: stop timers, free entries, destroy locks. */
 282         for (i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
 283
 284                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[i];
 285                 callout_drain(&sch->sch_timer);
 286
 287                 SCH_LOCK(sch);
 288                 TAILQ_FOREACH_SAFE(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash, nsc)
 289                         syncache_drop(sc, sch);
 290                 SCH_UNLOCK(sch);
 291                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&sch->sch_bucket),
 292                     ("%s: sch->sch_bucket not empty", __func__));
 293                 KASSERT(sch->sch_length == 0, ("%s: sch->sch_length %d not 0",
 294                     __func__, sch->sch_length));
 295                 mtx_destroy(&sch->sch_mtx);
 296         }
 297
 298         KASSERT(V_tcp_syncache.cache_count == 0, ("%s: cache_count %d not 0",
 299             __func__, V_tcp_syncache.cache_count));
 300
 301         /* Free the allocated global resources. */
 302         uma_zdestroy(V_tcp_syncache.zone);
 303         free(V_tcp_syncache.hashbase, M_SYNCACHE);
 304 }
 305 #endif
 306
 307 /*
 308  * Inserts a syncache entry into the specified bucket row.
 309  * Locks and unlocks the syncache_head autonomously.
 310  */
 311 static void
 312 syncache_insert(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch)
 313 {
 314         struct syncache *sc2;
 315
 316         SCH_LOCK(sch);
 317
 318         /*
 319          * Make sure that we don't overflow the per-bucket limit.
 320          * If the bucket is full, toss the oldest element.
 321          */
 322         if (sch->sch_length >= V_tcp_syncache.bucket_limit) {
 323                 KASSERT(!TAILQ_EMPTY(&sch->sch_bucket),
 324                         ("sch->sch_length incorrect"));
 325                 sc2 = TAILQ_LAST(&sch->sch_bucket, sch_head);
 326                 syncache_drop(sc2, sch);
 327                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_bucketoverflow);
 328         }
 329
 330         /* Put it into the bucket. */
 331         TAILQ_INSERT_HEAD(&sch->sch_bucket, sc, sc_hash);
 332         sch->sch_length++;
 333
 334         /* Reinitialize the bucket row's timer. */
 335         if (sch->sch_length == 1)
 336                 sch->sch_nextc = ticks + INT_MAX;
 337         syncache_timeout(sc, sch, 1);
 338
 339         SCH_UNLOCK(sch);
 340
 341         V_tcp_syncache.cache_count++;
 342         TCPSTAT_INC(tcps_sc_added);
 343 }
 344
 345 /*
 346  * Remove and free entry from syncache bucket row.
 347  * Expects locked syncache head.
 348  */
 349 static void
 350 syncache_drop(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch)
 351 {
 352
 353         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
 354
 355         TAILQ_REMOVE(&sch->sch_bucket, sc, sc_hash);
 356         sch->sch_length--;
 357
 358 #ifndef TCP_OFFLOAD_DISABLE
 359         if (sc->sc_tu)
 360                 sc->sc_tu->tu_syncache_event(TOE_SC_DROP, sc->sc_toepcb);
 361 #endif
 362         syncache_free(sc);
 363         V_tcp_syncache.cache_count--;
 364 }
 365
 366 /*
 367  * Engage/reengage time on bucket row.
 368  */
 369 static void
 370 syncache_timeout(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch, int docallout)
 371 {
 372         sc->sc_rxttime = ticks +
 373                 TCPTV_RTOBASE * (tcp_backoff[sc->sc_rxmits]);
 374         sc->sc_rxmits++;
 375         if (TSTMP_LT(sc->sc_rxttime, sch->sch_nextc)) {
 376                 sch->sch_nextc = sc->sc_rxttime;
 377                 if (docallout)
 378                         callout_reset(&sch->sch_timer, sch->sch_nextc - ticks,
 379                             syncache_timer, (void *)sch);
 380         }
 381 }
 382
 383 /*
 384  * Walk the timer queues, looking for SYN,ACKs that need to be retransmitted.
 385  * If we have retransmitted an entry the maximum number of times, expire it.
 386  * One separate timer for each bucket row.
 387  */
 388 static void
 389 syncache_timer(void *xsch)
 390 {
 391         struct syncache_head *sch = (struct syncache_head *)xsch;
 392         struct syncache *sc, *nsc;
 393         int tick = ticks;
 394         char *s;
 395
 396         CURVNET_SET(sch->sch_vnet);
 397
 398         /* NB: syncache_head has already been locked by the callout. */
 399         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
 400
 401         /*
 402          * In the following cycle we may remove some entries and/or
 403          * advance some timeouts, so re-initialize the bucket timer.
 404          */
 405         sch->sch_nextc = tick + INT_MAX;
 406
 407         TAILQ_FOREACH_SAFE(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash, nsc) {
 408                 /*
 409                  * We do not check if the listen socket still exists
 410                  * and accept the case where the listen socket may be
 411                  * gone by the time we resend the SYN/ACK.  We do
 412                  * not expect this to happens often. If it does,
 413                  * then the RST will be sent by the time the remote
 414                  * host does the SYN/ACK->ACK.
 415                  */
 416                 if (TSTMP_GT(sc->sc_rxttime, tick)) {
 417                         if (TSTMP_LT(sc->sc_rxttime, sch->sch_nextc))
 418                                 sch->sch_nextc = sc->sc_rxttime;
 419                         continue;
 420                 }
 421                 if (sc->sc_rxmits > V_tcp_syncache.rexmt_limit) {
 422                         if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
 423                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Retransmits exhausted, "
 424                                     "giving up and removing syncache entry\n",
 425                                     s, __func__);
 426                                 free(s, M_TCPLOG);
 427                         }
 428                         syncache_drop(sc, sch);
 429                         TCPSTAT_INC(tcps_sc_stale);
 430                         continue;
 431                 }
 432                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
 433                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Response timeout, "
 434                             "retransmitting (%u) SYN|ACK\n",
 435                             s, __func__, sc->sc_rxmits);
 436                         free(s, M_TCPLOG);
 437                 }
 438
 439                 (void) syncache_respond(sc);
 440                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_retransmitted);
 441                 syncache_timeout(sc, sch, 0);
 442         }
 443         if (!TAILQ_EMPTY(&(sch)->sch_bucket))
 444                 callout_reset(&(sch)->sch_timer, (sch)->sch_nextc - tick,
 445                         syncache_timer, (void *)(sch));
 446         CURVNET_RESTORE();
 447 }
 448
 449 /*
 450  * Find an entry in the syncache.
 451  * Returns always with locked syncache_head plus a matching entry or NULL.
 452  */
 453 struct syncache *
 454 syncache_lookup(struct in_conninfo *inc, struct syncache_head **schp)
 455 {
 456         struct syncache *sc;
 457         struct syncache_head *sch;
 458
 459 #ifdef INET6
 460         if (inc->inc_flags & INC_ISIPV6) {
 461                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[
 462                     SYNCACHE_HASH6(inc, V_tcp_syncache.hashmask)];
 463                 *schp = sch;
 464
 465                 SCH_LOCK(sch);
 466
 467                 /* Circle through bucket row to find matching entry. */
 468                 TAILQ_FOREACH(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash) {
 469                         if (ENDPTS6_EQ(&inc->inc_ie, &sc->sc_inc.inc_ie))
 470                                 return (sc);
 471                 }
 472         } else
 473 #endif
 474         {
 475                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[
 476                     SYNCACHE_HASH(inc, V_tcp_syncache.hashmask)];
 477                 *schp = sch;
 478
 479                 SCH_LOCK(sch);
 480
 481                 /* Circle through bucket row to find matching entry. */
 482                 TAILQ_FOREACH(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash) {
 483 #ifdef INET6
 484                         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
 485                                 continue;
 486 #endif
 487                         if (ENDPTS_EQ(&inc->inc_ie, &sc->sc_inc.inc_ie))
 488                                 return (sc);
 489                 }
 490         }
 491         SCH_LOCK_ASSERT(*schp);
 492         return (NULL);                  /* always returns with locked sch */
 493 }
 494
 495 /*
 496  * This function is called when we get a RST for a
 497  * non-existent connection, so that we can see if the
 498  * connection is in the syn cache.  If it is, zap it.
 499  */
 500 void
 501 syncache_chkrst(struct in_conninfo *inc, struct tcphdr *th)
 502 {
 503         struct syncache *sc;
 504         struct syncache_head *sch;
 505         char *s = NULL;
 506
 507         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
 508         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
 509
 510         /*
 511          * Any RST to our SYN|ACK must not carry ACK, SYN or FIN flags.
 512          * See RFC 793 page 65, section SEGMENT ARRIVES.
 513          */
 514         if (th->th_flags & (TH_ACK|TH_SYN|TH_FIN)) {
 515                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 516                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious RST with ACK, SYN or "
 517                             "FIN flag set, segment ignored\n", s, __func__);
 518                 TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
 519                 goto done;
 520         }
 521
 522         /*
 523          * No corresponding connection was found in syncache.
 524          * If syncookies are enabled and possibly exclusively
 525          * used, or we are under memory pressure, a valid RST
 526          * may not find a syncache entry.  In that case we're
 527          * done and no SYN|ACK retransmissions will happen.
 528          * Otherwise the RST was misdirected or spoofed.
 529          */
 530         if (sc == NULL) {
 531                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 532                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious RST without matching "
 533                             "syncache entry (possibly syncookie only), "
 534                             "segment ignored\n", s, __func__);
 535                 TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
 536                 goto done;
 537         }
 538
 539         /*
 540          * If the RST bit is set, check the sequence number to see
 541          * if this is a valid reset segment.
 542          * RFC 793 page 37:
 543          *   In all states except SYN-SENT, all reset (RST) segments
 544          *   are validated by checking their SEQ-fields.  A reset is
 545          *   valid if its sequence number is in the window.
 546          *
 547          *   The sequence number in the reset segment is normally an
 548          *   echo of our outgoing acknowlegement numbers, but some hosts
 549          *   send a reset with the sequence number at the rightmost edge
 550          *   of our receive window, and we have to handle this case.
 551          */
 552         if (SEQ_GEQ(th->th_seq, sc->sc_irs) &&
 553             SEQ_LEQ(th->th_seq, sc->sc_irs + sc->sc_wnd)) {
 554                 syncache_drop(sc, sch);
 555                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 556                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Our SYN|ACK was rejected, "
 557                             "connection attempt aborted by remote endpoint\n",
 558                             s, __func__);
 559                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_reset);
 560         } else {
 561                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 562                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: RST with invalid SEQ %u != "
 563                             "IRS %u (+WND %u), segment ignored\n",
 564                             s, __func__, th->th_seq, sc->sc_irs, sc->sc_wnd);
 565                 TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
 566         }
 567
 568 done:
 569         if (s != NULL)
 570                 free(s, M_TCPLOG);
 571         SCH_UNLOCK(sch);
 572 }
 573
 574 void
 575 syncache_badack(struct in_conninfo *inc)
 576 {
 577         struct syncache *sc;
 578         struct syncache_head *sch;
 579
 580         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
 581         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
 582         if (sc != NULL) {
 583                 syncache_drop(sc, sch);
 584                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_badack);
 585         }
 586         SCH_UNLOCK(sch);
 587 }
 588
 589 void
 590 syncache_unreach(struct in_conninfo *inc, struct tcphdr *th)
 591 {
 592         struct syncache *sc;
 593         struct syncache_head *sch;
 594
 595         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
 596         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
 597         if (sc == NULL)
 598                 goto done;
 599
 600         /* If the sequence number != sc_iss, then it's a bogus ICMP msg */
 601         if (ntohl(th->th_seq) != sc->sc_iss)
 602                 goto done;
 603
 604         /*
 605          * If we've rertransmitted 3 times and this is our second error,
 606          * we remove the entry.  Otherwise, we allow it to continue on.
 607          * This prevents us from incorrectly nuking an entry during a
 608          * spurious network outage.
 609          *
 610          * See tcp_notify().
 611          */
 612         if ((sc->sc_flags & SCF_UNREACH) == 0 || sc->sc_rxmits < 3 + 1) {
 613                 sc->sc_flags |= SCF_UNREACH;
 614                 goto done;
 615         }
 616         syncache_drop(sc, sch);
 617         TCPSTAT_INC(tcps_sc_unreach);
 618 done:
 619         SCH_UNLOCK(sch);
 620 }
 621
 622 /*
 623  * Build a new TCP socket structure from a syncache entry.
 624  */
 625 static struct socket *
 626 syncache_socket(struct syncache *sc, struct socket *lso, struct mbuf *m)
 627 {
 628         struct inpcb *inp = NULL;
 629         struct socket *so;
 630         struct tcpcb *tp;
 631         int error;
 632         char *s;
 633
 634         INP_INFO_WLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
 635
 636         /*
 637          * Ok, create the full blown connection, and set things up
 638          * as they would have been set up if we had created the
 639          * connection when the SYN arrived.  If we can't create
 640          * the connection, abort it.
 641          */
 642         so = sonewconn(lso, SS_ISCONNECTED);
 643         if (so == NULL) {
 644                 /*
 645                  * Drop the connection; we will either send a RST or
 646                  * have the peer retransmit its SYN again after its
 647                  * RTO and try again.
 648                  */
 649                 TCPSTAT_INC(tcps_listendrop);
 650                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
 651                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Socket create failed "
 652                             "due to limits or memory shortage\n",
 653                             s, __func__);
 654                         free(s, M_TCPLOG);
 655                 }
 656                 goto abort2;
 657         }
 658 #ifdef MAC
 659         mac_socketpeer_set_from_mbuf(m, so);
 660 #endif
 661
 662         inp = sotoinpcb(so);
 663         inp->inp_inc.inc_fibnum = so->so_fibnum;
 664         INP_WLOCK(inp);
 665         INP_HASH_WLOCK(&V_tcbinfo);
 666
 667         /* Insert new socket into PCB hash list. */
 668         inp->inp_inc.inc_flags = sc->sc_inc.inc_flags;
 669 #ifdef INET6
 670         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
 671                 inp->in6p_laddr = sc->sc_inc.inc6_laddr;
 672         } else {
 673                 inp->inp_vflag &= ~INP_IPV6;
 674                 inp->inp_vflag |= INP_IPV4;
 675 #endif
 676                 inp->inp_laddr = sc->sc_inc.inc_laddr;
 677 #ifdef INET6
 678         }
 679 #endif
 680
 681         /*
 682          * Install in the reservation hash table for now, but don't yet
 683          * install a connection group since the full 4-tuple isn't yet
 684          * configured.
 685          */
 686         inp->inp_lport = sc->sc_inc.inc_lport;
 687         if ((error = in_pcbinshash_nopcbgroup(inp)) != 0) {
 688                 /*
 689                  * Undo the assignments above if we failed to
 690                  * put the PCB on the hash lists.
 691                  */
 692 #ifdef INET6
 693                 if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
 694                         inp->in6p_laddr = in6addr_any;
 695                 else
 696 #endif
 697                         inp->inp_laddr.s_addr = INADDR_ANY;
 698                 inp->inp_lport = 0;
 699                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
 700                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: in_pcbinshash failed "
 701                             "with error %i\n",
 702                             s, __func__, error);
 703                         free(s, M_TCPLOG);
 704                 }
 705                 INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
 706                 goto abort;
 707         }
 708 #ifdef IPSEC
 709         /* Copy old policy into new socket's. */
 710         if (ipsec_copy_policy(sotoinpcb(lso)->inp_sp, inp->inp_sp))
 711                 printf("syncache_socket: could not copy policy\n");
 712 #endif
 713 #ifdef INET6
 714         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
 715                 struct inpcb *oinp = sotoinpcb(lso);
 716                 struct in6_addr laddr6;
 717                 struct sockaddr_in6 sin6;
 718                 /*
 719                  * Inherit socket options from the listening socket.
 720                  * Note that in6p_inputopts are not (and should not be)
 721                  * copied, since it stores previously received options and is
 722                  * used to detect if each new option is different than the
 723                  * previous one and hence should be passed to a user.
 724                  * If we copied in6p_inputopts, a user would not be able to
 725                  * receive options just after calling the accept system call.
 726                  */
 727                 inp->inp_flags |= oinp->inp_flags & INP_CONTROLOPTS;
 728                 if (oinp->in6p_outputopts)
 729                         inp->in6p_outputopts =
 730                             ip6_copypktopts(oinp->in6p_outputopts, M_NOWAIT);
 731
 732                 sin6.sin6_family = AF_INET6;
 733                 sin6.sin6_len = sizeof(sin6);
 734                 sin6.sin6_addr = sc->sc_inc.inc6_faddr;
 735                 sin6.sin6_port = sc->sc_inc.inc_fport;
 736                 sin6.sin6_flowinfo = sin6.sin6_scope_id = 0;
 737                 laddr6 = inp->in6p_laddr;
 738                 if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inp->in6p_laddr))
 739                         inp->in6p_laddr = sc->sc_inc.inc6_laddr;
 740                 if ((error = in6_pcbconnect_mbuf(inp, (struct sockaddr *)&sin6,
 741                     thread0.td_ucred, m)) != 0) {
 742                         inp->in6p_laddr = laddr6;
 743                         if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
 744                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: in6_pcbconnect failed "
 745                                     "with error %i\n",
 746                                     s, __func__, error);
 747                                 free(s, M_TCPLOG);
 748                         }
 749                         INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
 750                         goto abort;
 751                 }
 752                 /* Override flowlabel from in6_pcbconnect. */
 753                 inp->inp_flow &= ~IPV6_FLOWLABEL_MASK;
 754                 inp->inp_flow |= sc->sc_flowlabel;
 755         }
 756 #endif /* INET6 */
 757 #if defined(INET) && defined(INET6)
 758         else
 759 #endif
 760 #ifdef INET
 761         {
 762                 struct in_addr laddr;
 763                 struct sockaddr_in sin;
 764
 765                 inp->inp_options = (m) ? ip_srcroute(m) : NULL;
 766
 767                 if (inp->inp_options == NULL) {
 768                         inp->inp_options = sc->sc_ipopts;
 769                         sc->sc_ipopts = NULL;
 770                 }
 771
 772                 sin.sin_family = AF_INET;
 773                 sin.sin_len = sizeof(sin);
 774                 sin.sin_addr = sc->sc_inc.inc_faddr;
 775                 sin.sin_port = sc->sc_inc.inc_fport;
 776                 bzero((caddr_t)sin.sin_zero, sizeof(sin.sin_zero));
 777                 laddr = inp->inp_laddr;
 778                 if (inp->inp_laddr.s_addr == INADDR_ANY)
 779                         inp->inp_laddr = sc->sc_inc.inc_laddr;
 780                 if ((error = in_pcbconnect_mbuf(inp, (struct sockaddr *)&sin,
 781                     thread0.td_ucred, m)) != 0) {
 782                         inp->inp_laddr = laddr;
 783                         if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
 784                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: in_pcbconnect failed "
 785                                     "with error %i\n",
 786                                     s, __func__, error);
 787                                 free(s, M_TCPLOG);
 788                         }
 789                         INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
 790                         goto abort;
 791                 }
 792         }
 793 #endif /* INET */
 794         INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
 795         tp = intotcpcb(inp);
 796         tp->t_state = TCPS_SYN_RECEIVED;
 797         tp->iss = sc->sc_iss;
 798         tp->irs = sc->sc_irs;
 799         tcp_rcvseqinit(tp);
 800         tcp_sendseqinit(tp);
 801         tp->snd_wl1 = sc->sc_irs;
 802         tp->snd_max = tp->iss + 1;
 803         tp->snd_nxt = tp->iss + 1;
 804         tp->rcv_up = sc->sc_irs + 1;
 805         tp->rcv_wnd = sc->sc_wnd;
 806         tp->rcv_adv += tp->rcv_wnd;
 807         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
 808
 809         tp->t_flags = sototcpcb(lso)->t_flags & (TF_NOPUSH|TF_NODELAY);
 810         if (sc->sc_flags & SCF_NOOPT)
 811                 tp->t_flags |= TF_NOOPT;
 812         else {
 813                 if (sc->sc_flags & SCF_WINSCALE) {
 814                         tp->t_flags |= TF_REQ_SCALE|TF_RCVD_SCALE;
 815                         tp->snd_scale = sc->sc_requested_s_scale;
 816                         tp->request_r_scale = sc->sc_requested_r_scale;
 817                 }
 818                 if (sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) {
 819                         tp->t_flags |= TF_REQ_TSTMP|TF_RCVD_TSTMP;
 820                         tp->ts_recent = sc->sc_tsreflect;
 821                         tp->ts_recent_age = tcp_ts_getticks();
 822                         tp->ts_offset = sc->sc_tsoff;
 823                 }
 824 #ifdef TCP_SIGNATURE
 825                 if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE)
 826                         tp->t_flags |= TF_SIGNATURE;
 827 #endif
 828                 if (sc->sc_flags & SCF_SACK)
 829                         tp->t_flags |= TF_SACK_PERMIT;
 830         }
 831
 832         if (sc->sc_flags & SCF_ECN)
 833                 tp->t_flags |= TF_ECN_PERMIT;
 834
 835         /*
 836          * Set up MSS and get cached values from tcp_hostcache.
 837          * This might overwrite some of the defaults we just set.
 838          */
 839         tcp_mss(tp, sc->sc_peer_mss);
 840
 841         /*
 842          * If the SYN,ACK was retransmitted, reset cwnd to 1 segment.
 843          * NB: sc_rxmits counts all SYN,ACK transmits, not just retransmits.
 844          */
 845         if (sc->sc_rxmits > 1)
 846                 tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
 847
 848         /*
 849          * Copy and activate timers.
 850          */
 851         tp->t_keepinit = sototcpcb(lso)->t_keepinit;
 852         tp->t_keepidle = sototcpcb(lso)->t_keepidle;
 853         tp->t_keepintvl = sototcpcb(lso)->t_keepintvl;
 854         tp->t_keepcnt = sototcpcb(lso)->t_keepcnt;
 855         tcp_timer_activate(tp, TT_KEEP, TP_KEEPINIT(tp));
 856
 857         INP_WUNLOCK(inp);
 858
 859         TCPSTAT_INC(tcps_accepts);
 860         return (so);
 861
 862 abort:
 863         INP_WUNLOCK(inp);
 864 abort2:
 865         if (so != NULL)
 866                 soabort(so);
 867         return (NULL);
 868 }
 869
 870 /*
 871  * This function gets called when we receive an ACK for a
 872  * socket in the LISTEN state.  We look up the connection
 873  * in the syncache, and if its there, we pull it out of
 874  * the cache and turn it into a full-blown connection in
 875  * the SYN-RECEIVED state.
 876  */
 877 int
 878 syncache_expand(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
 879     struct socket **lsop, struct mbuf *m)
 880 {
 881         struct syncache *sc;
 882         struct syncache_head *sch;
 883         struct syncache scs;
 884         char *s;
 885
 886         /*
 887          * Global TCP locks are held because we manipulate the PCB lists
 888          * and create a new socket.
 889          */
 890         INP_INFO_WLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
 891         KASSERT((th->th_flags & (TH_RST|TH_ACK|TH_SYN)) == TH_ACK,
 892             ("%s: can handle only ACK", __func__));
 893
 894         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
 895         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
 896         if (sc == NULL) {
 897                 /*
 898                  * There is no syncache entry, so see if this ACK is
 899                  * a returning syncookie.  To do this, first:
 900                  *  A. See if this socket has had a syncache entry dropped in
 901                  *     the past.  We don't want to accept a bogus syncookie
 902                  *     if we've never received a SYN.
 903                  *  B. check that the syncookie is valid.  If it is, then
 904                  *     cobble up a fake syncache entry, and return.
 905                  */
 906                 if (!V_tcp_syncookies) {
 907                         SCH_UNLOCK(sch);
 908                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 909                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious ACK, "
 910                                     "segment rejected (syncookies disabled)\n",
 911                                     s, __func__);
 912                         goto failed;
 913                 }
 914                 bzero(&scs, sizeof(scs));
 915                 sc = syncookie_lookup(inc, sch, &scs, to, th, *lsop);
 916                 SCH_UNLOCK(sch);
 917                 if (sc == NULL) {
 918                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 919                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Segment failed "
 920                                     "SYNCOOKIE authentication, segment rejected "
 921                                     "(probably spoofed)\n", s, __func__);
 922                         goto failed;
 923                 }
 924         } else {
 925                 /* Pull out the entry to unlock the bucket row. */
 926                 TAILQ_REMOVE(&sch->sch_bucket, sc, sc_hash);
 927                 sch->sch_length--;
 928                 V_tcp_syncache.cache_count--;
 929                 SCH_UNLOCK(sch);
 930         }
 931
 932         /*
 933          * Segment validation:
 934          * ACK must match our initial sequence number + 1 (the SYN|ACK).
 935          */
 936         if (th->th_ack != sc->sc_iss + 1 && !TOEPCB_ISSET(sc)) {
 937                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 938                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: ACK %u != ISS+1 %u, segment "
 939                             "rejected\n", s, __func__, th->th_ack, sc->sc_iss);
 940                 goto failed;
 941         }
 942
 943         /*
 944          * The SEQ must fall in the window starting at the received
 945          * initial receive sequence number + 1 (the SYN).
 946          */
 947         if ((SEQ_LEQ(th->th_seq, sc->sc_irs) ||
 948             SEQ_GT(th->th_seq, sc->sc_irs + sc->sc_wnd)) &&
 949             !TOEPCB_ISSET(sc)) {
 950                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 951                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: SEQ %u != IRS+1 %u, segment "
 952                             "rejected\n", s, __func__, th->th_seq, sc->sc_irs);
 953                 goto failed;
 954         }
 955
 956         if (!(sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) && (to->to_flags & TOF_TS)) {
 957                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 958                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Timestamp not expected, "
 959                             "segment rejected\n", s, __func__);
 960                 goto failed;
 961         }
 962         /*
 963          * If timestamps were negotiated the reflected timestamp
 964          * must be equal to what we actually sent in the SYN|ACK.
 965          */
 966         if ((to->to_flags & TOF_TS) && to->to_tsecr != sc->sc_ts &&
 967             !TOEPCB_ISSET(sc)) {
 968                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
 969                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: TSECR %u != TS %u, "
 970                             "segment rejected\n",
 971                             s, __func__, to->to_tsecr, sc->sc_ts);
 972                 goto failed;
 973         }
 974
 975         *lsop = syncache_socket(sc, *lsop, m);
 976
 977         if (*lsop == NULL)
 978                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_aborted);
 979         else
 980                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_completed);
 981
 982 /* how do we find the inp for the new socket? */
 983         if (sc != &scs)
 984                 syncache_free(sc);
 985         return (1);
 986 failed:
 987         if (sc != NULL && sc != &scs)
 988                 syncache_free(sc);
 989         if (s != NULL)
 990                 free(s, M_TCPLOG);
 991         *lsop = NULL;
 992         return (0);
 993 }
 994
 995 int
 996 tcp_offload_syncache_expand(struct in_conninfo *inc, struct toeopt *toeo,
 997     struct tcphdr *th, struct socket **lsop, struct mbuf *m)
 998 {
 999         struct tcpopt to;
1000         int rc;
1001
1002         bzero(&to, sizeof(struct tcpopt));
1003         to.to_mss = toeo->to_mss;
1004         to.to_wscale = toeo->to_wscale;
1005         to.to_flags = toeo->to_flags;
1006
1007         INP_INFO_WLOCK(&V_tcbinfo);
1008         rc = syncache_expand(inc, &to, th, lsop, m);
1009         INP_INFO_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
1010
1011         return (rc);
1012 }
1013
1014 /*
1015  * Given a LISTEN socket and an inbound SYN request, add
1016  * this to the syn cache, and send back a segment:
1017  *      <SEQ=ISS><ACK=RCV_NXT><CTL=SYN,ACK>
1018  * to the source.
1019  *
1020  * IMPORTANT NOTE: We do _NOT_ ACK data that might accompany the SYN.
1021  * Doing so would require that we hold onto the data and deliver it
1022  * to the application.  However, if we are the target of a SYN-flood
1023  * DoS attack, an attacker could send data which would eventually
1024  * consume all available buffer space if it were ACKed.  By not ACKing
1025  * the data, we avoid this DoS scenario.
1026  */
1027 static void
1028 _syncache_add(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
1029     struct inpcb *inp, struct socket **lsop, struct mbuf *m,
1030     struct toe_usrreqs *tu, void *toepcb)
1031 {
1032         struct tcpcb *tp;
1033         struct socket *so;
1034         struct syncache *sc = NULL;
1035         struct syncache_head *sch;
1036         struct mbuf *ipopts = NULL;
1037         u_int32_t flowtmp;
1038         u_int ltflags;
1039         int win, sb_hiwat, ip_ttl, ip_tos;
1040         char *s;
1041 #ifdef INET6
1042         int autoflowlabel = 0;
1043 #endif
1044 #ifdef MAC
1045         struct label *maclabel;
1046 #endif
1047         struct syncache scs;
1048         struct ucred *cred;
1049
1050         INP_INFO_WLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
1051         INP_WLOCK_ASSERT(inp);                  /* listen socket */
1052         KASSERT((th->th_flags & (TH_RST|TH_ACK|TH_SYN)) == TH_SYN,
1053             ("%s: unexpected tcp flags", __func__));
1054
1055         /*
1056          * Combine all so/tp operations very early to drop the INP lock as
1057          * soon as possible.
1058          */
1059         so = *lsop;
1060         tp = sototcpcb(so);
1061         cred = crhold(so->so_cred);
1062
1063 #ifdef INET6
1064         if ((inc->inc_flags & INC_ISIPV6) &&
1065             (inp->inp_flags & IN6P_AUTOFLOWLABEL))
1066                 autoflowlabel = 1;
1067 #endif
1068         ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;
1069         ip_tos = inp->inp_ip_tos;
1070         win = sbspace(&so->so_rcv);
1071         sb_hiwat = so->so_rcv.sb_hiwat;
1072         ltflags = (tp->t_flags & (TF_NOOPT | TF_SIGNATURE));
1073
1074         /* By the time we drop the lock these should no longer be used. */
1075         so = NULL;
1076         tp = NULL;
1077
1078 #ifdef MAC
1079         if (mac_syncache_init(&maclabel) != 0) {
1080                 INP_WUNLOCK(inp);
1081                 INP_INFO_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
1082                 goto done;
1083         } else
1084                 mac_syncache_create(maclabel, inp);
1085 #endif
1086         INP_WUNLOCK(inp);
1087         INP_INFO_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
1088
1089         /*
1090          * Remember the IP options, if any.
1091          */
1092 #ifdef INET6
1093         if (!(inc->inc_flags & INC_ISIPV6))
1094 #endif
1095 #ifdef INET
1096                 ipopts = (m) ? ip_srcroute(m) : NULL;
1097 #else
1098                 ipopts = NULL;
1099 #endif
1100
1101         /*
1102          * See if we already have an entry for this connection.
1103          * If we do, resend the SYN,ACK, and reset the retransmit timer.
1104          *
1105          * XXX: should the syncache be re-initialized with the contents
1106          * of the new SYN here (which may have different options?)
1107          *
1108          * XXX: We do not check the sequence number to see if this is a
1109          * real retransmit or a new connection attempt.  The question is
1110          * how to handle such a case; either ignore it as spoofed, or
1111          * drop the current entry and create a new one?
1112          */
1113         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked entry */
1114         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
1115         if (sc != NULL) {
1116 #ifndef TCP_OFFLOAD_DISABLE
1117                 if (sc->sc_tu)
1118                         sc->sc_tu->tu_syncache_event(TOE_SC_ENTRY_PRESENT,
1119                             sc->sc_toepcb);
1120 #endif
1121                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_dupsyn);
1122                 if (ipopts) {
1123                         /*
1124                          * If we were remembering a previous source route,
1125                          * forget it and use the new one we've been given.
1126                          */
1127                         if (sc->sc_ipopts)
1128                                 (void) m_free(sc->sc_ipopts);
1129                         sc->sc_ipopts = ipopts;
1130                 }
1131                 /*
1132                  * Update timestamp if present.
1133                  */
1134                 if ((sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) && (to->to_flags & TOF_TS))
1135                         sc->sc_tsreflect = to->to_tsval;
1136                 else
1137                         sc->sc_flags &= ~SCF_TIMESTAMP;
1138 #ifdef MAC
1139                 /*
1140                  * Since we have already unconditionally allocated label
1141                  * storage, free it up.  The syncache entry will already
1142                  * have an initialized label we can use.
1143                  */
1144                 mac_syncache_destroy(&maclabel);
1145 #endif
1146                 /* Retransmit SYN|ACK and reset retransmit count. */
1147                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, th, NULL, NULL))) {
1148                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Received duplicate SYN, "
1149                             "resetting timer and retransmitting SYN|ACK\n",
1150                             s, __func__);
1151                         free(s, M_TCPLOG);
1152                 }
1153                 if (!TOEPCB_ISSET(sc) && syncache_respond(sc) == 0) {
1154                         sc->sc_rxmits = 0;
1155                         syncache_timeout(sc, sch, 1);
1156                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1157                         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1158                 }
1159                 SCH_UNLOCK(sch);
1160                 goto done;
1161         }
1162
1163         sc = uma_zalloc(V_tcp_syncache.zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
1164         if (sc == NULL) {
1165                 /*
1166                  * The zone allocator couldn't provide more entries.
1167                  * Treat this as if the cache was full; drop the oldest
1168                  * entry and insert the new one.
1169                  */
1170                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_zonefail);
1171                 if ((sc = TAILQ_LAST(&sch->sch_bucket, sch_head)) != NULL)
1172                         syncache_drop(sc, sch);
1173                 sc = uma_zalloc(V_tcp_syncache.zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
1174                 if (sc == NULL) {
1175                         if (V_tcp_syncookies) {
1176                                 bzero(&scs, sizeof(scs));
1177                                 sc = &scs;
1178                         } else {
1179                                 SCH_UNLOCK(sch);
1180                                 if (ipopts)
1181                                         (void) m_free(ipopts);
1182                                 goto done;
1183                         }
1184                 }
1185         }
1186
1187         /*
1188          * Fill in the syncache values.
1189          */
1190 #ifdef MAC
1191         sc->sc_label = maclabel;
1192 #endif
1193         sc->sc_cred = cred;
1194         cred = NULL;
1195         sc->sc_ipopts = ipopts;
1196         bcopy(inc, &sc->sc_inc, sizeof(struct in_conninfo));
1197 #ifdef INET6
1198         if (!(inc->inc_flags & INC_ISIPV6))
1199 #endif
1200         {
1201                 sc->sc_ip_tos = ip_tos;
1202                 sc->sc_ip_ttl = ip_ttl;
1203         }
1204 #ifndef TCP_OFFLOAD_DISABLE
1205         sc->sc_tu = tu;
1206         sc->sc_toepcb = toepcb;
1207 #endif
1208         sc->sc_irs = th->th_seq;
1209         sc->sc_iss = arc4random();
1210         sc->sc_flags = 0;
1211         sc->sc_flowlabel = 0;
1212
1213         /*
1214          * Initial receive window: clip sbspace to [0 .. TCP_MAXWIN].
1215          * win was derived from socket earlier in the function.
1216          */
1217         win = imax(win, 0);
1218         win = imin(win, TCP_MAXWIN);
1219         sc->sc_wnd = win;
1220
1221         if (V_tcp_do_rfc1323) {
1222                 /*
1223                  * A timestamp received in a SYN makes
1224                  * it ok to send timestamp requests and replies.
1225                  */
1226                 if (to->to_flags & TOF_TS) {
1227                         sc->sc_tsreflect = to->to_tsval;
1228                         sc->sc_ts = tcp_ts_getticks();
1229                         sc->sc_flags |= SCF_TIMESTAMP;
1230                 }
1231                 if (to->to_flags & TOF_SCALE) {
1232                         int wscale = 0;
1233
1234                         /*
1235                          * Pick the smallest possible scaling factor that
1236                          * will still allow us to scale up to sb_max, aka
1237                          * kern.ipc.maxsockbuf.
1238                          *
1239                          * We do this because there are broken firewalls that
1240                          * will corrupt the window scale option, leading to
1241                          * the other endpoint believing that our advertised
1242                          * window is unscaled.  At scale factors larger than
1243                          * 5 the unscaled window will drop below 1500 bytes,
1244                          * leading to serious problems when traversing these
1245                          * broken firewalls.
1246                          *
1247                          * With the default maxsockbuf of 256K, a scale factor
1248                          * of 3 will be chosen by this algorithm.  Those who
1249                          * choose a larger maxsockbuf should watch out
1250                          * for the compatiblity problems mentioned above.
1251                          *
1252                          * RFC1323: The Window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1253                          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.
1254                          */
1255                         while (wscale < TCP_MAX_WINSHIFT &&
1256                             (TCP_MAXWIN << wscale) < sb_max)
1257                                 wscale++;
1258                         sc->sc_requested_r_scale = wscale;
1259                         sc->sc_requested_s_scale = to->to_wscale;
1260                         sc->sc_flags |= SCF_WINSCALE;
1261                 }
1262         }
1263 #ifdef TCP_SIGNATURE
1264         /*
1265          * If listening socket requested TCP digests, and received SYN
1266          * contains the option, flag this in the syncache so that
1267          * syncache_respond() will do the right thing with the SYN+ACK.
1268          * XXX: Currently we always record the option by default and will
1269          * attempt to use it in syncache_respond().
1270          */
1271         if (to->to_flags & TOF_SIGNATURE || ltflags & TF_SIGNATURE)
1272                 sc->sc_flags |= SCF_SIGNATURE;
1273 #endif
1274         if (to->to_flags & TOF_SACKPERM)
1275                 sc->sc_flags |= SCF_SACK;
1276         if (to->to_flags & TOF_MSS)
1277                 sc->sc_peer_mss = to->to_mss;   /* peer mss may be zero */
1278         if (ltflags & TF_NOOPT)
1279                 sc->sc_flags |= SCF_NOOPT;
1280         if ((th->th_flags & (TH_ECE|TH_CWR)) && V_tcp_do_ecn)
1281                 sc->sc_flags |= SCF_ECN;
1282
1283         if (V_tcp_syncookies) {
1284                 syncookie_generate(sch, sc, &flowtmp);
1285 #ifdef INET6
1286                 if (autoflowlabel)
1287                         sc->sc_flowlabel = flowtmp;
1288 #endif
1289         } else {
1290 #ifdef INET6
1291                 if (autoflowlabel)
1292                         sc->sc_flowlabel =
1293                             (htonl(ip6_randomflowlabel()) & IPV6_FLOWLABEL_MASK);
1294 #endif
1295         }
1296         SCH_UNLOCK(sch);
1297
1298         /*
1299          * Do a standard 3-way handshake.
1300          */
1301         if (TOEPCB_ISSET(sc) || syncache_respond(sc) == 0) {
1302                 if (V_tcp_syncookies && V_tcp_syncookiesonly && sc != &scs)
1303                         syncache_free(sc);
1304                 else if (sc != &scs)
1305                         syncache_insert(sc, sch);   /* locks and unlocks sch */
1306                 TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1307                 TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1308         } else {
1309                 if (sc != &scs)
1310                         syncache_free(sc);
1311                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_dropped);
1312         }
1313
1314 done:
1315         if (cred != NULL)
1316                 crfree(cred);
1317 #ifdef MAC
1318         if (sc == &scs)
1319                 mac_syncache_destroy(&maclabel);
1320 #endif
1321         if (m) {
1322
1323                 *lsop = NULL;
1324                 m_freem(m);
1325         }
1326 }
1327
1328 static int
1329 syncache_respond(struct syncache *sc)
1330 {
1331         struct ip *ip = NULL;
1332         struct mbuf *m;
1333         struct tcphdr *th = NULL;
1334         int optlen, error = 0;  /* Make compiler happy */
1335         u_int16_t hlen, tlen, mssopt;
1336         struct tcpopt to;
1337 #ifdef INET6
1338         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
1339 #endif
1340
1341         hlen =
1342 #ifdef INET6
1343                (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) ? sizeof(struct ip6_hdr) :
1344 #endif
1345                 sizeof(struct ip);
1346         tlen = hlen + sizeof(struct tcphdr);
1347
1348         /* Determine MSS we advertize to other end of connection. */
1349         mssopt = tcp_mssopt(&sc->sc_inc);
1350         if (sc->sc_peer_mss)
1351                 mssopt = max( min(sc->sc_peer_mss, mssopt), V_tcp_minmss);
1352
1353         /* XXX: Assume that the entire packet will fit in a header mbuf. */
1354         KASSERT(max_linkhdr + tlen + TCP_MAXOLEN <= MHLEN,
1355             ("syncache: mbuf too small"));
1356
1357         /* Create the IP+TCP header from scratch. */
1358         m = m_gethdr(M_DONTWAIT, MT_DATA);
1359         if (m == NULL)
1360                 return (ENOBUFS);
1361 #ifdef MAC
1362         mac_syncache_create_mbuf(sc->sc_label, m);
1363 #endif
1364         m->m_data += max_linkhdr;
1365         m->m_len = tlen;
1366         m->m_pkthdr.len = tlen;
1367         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
1368
1369 #ifdef INET6
1370         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
1371                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1372                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
1373                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
1374                 ip6->ip6_src = sc->sc_inc.inc6_laddr;
1375                 ip6->ip6_dst = sc->sc_inc.inc6_faddr;
1376                 ip6->ip6_plen = htons(tlen - hlen);
1377                 /* ip6_hlim is set after checksum */
1378                 ip6->ip6_flow &= ~IPV6_FLOWLABEL_MASK;
1379                 ip6->ip6_flow |= sc->sc_flowlabel;
1380
1381                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1382         }
1383 #endif
1384 #if defined(INET6) && defined(INET)
1385         else
1386 #endif
1387 #ifdef INET
1388         {
1389                 ip = mtod(m, struct ip *);
1390                 ip->ip_v = IPVERSION;
1391                 ip->ip_hl = sizeof(struct ip) >> 2;
1392                 ip->ip_len = tlen;
1393                 ip->ip_id = 0;
1394                 ip->ip_off = 0;
1395                 ip->ip_sum = 0;
1396                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
1397                 ip->ip_src = sc->sc_inc.inc_laddr;
1398                 ip->ip_dst = sc->sc_inc.inc_faddr;
1399                 ip->ip_ttl = sc->sc_ip_ttl;
1400                 ip->ip_tos = sc->sc_ip_tos;
1401
1402                 /*
1403                  * See if we should do MTU discovery.  Route lookups are
1404                  * expensive, so we will only unset the DF bit if:
1405                  *
1406                  *      1) path_mtu_discovery is disabled
1407                  *      2) the SCF_UNREACH flag has been set
1408                  */
1409                 if (V_path_mtu_discovery && ((sc->sc_flags & SCF_UNREACH) == 0))
1410                        ip->ip_off |= IP_DF;
1411
1412                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1413         }
1414 #endif /* INET */
1415         th->th_sport = sc->sc_inc.inc_lport;
1416         th->th_dport = sc->sc_inc.inc_fport;
1417
1418         th->th_seq = htonl(sc->sc_iss);
1419         th->th_ack = htonl(sc->sc_irs + 1);
1420         th->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
1421         th->th_x2 = 0;
1422         th->th_flags = TH_SYN|TH_ACK;
1423         th->th_win = htons(sc->sc_wnd);
1424         th->th_urp = 0;
1425
1426         if (sc->sc_flags & SCF_ECN) {
1427                 th->th_flags |= TH_ECE;
1428                 TCPSTAT_INC(tcps_ecn_shs);
1429         }
1430
1431         /* Tack on the TCP options. */
1432         if ((sc->sc_flags & SCF_NOOPT) == 0) {
1433                 to.to_flags = 0;
1434
1435                 to.to_mss = mssopt;
1436                 to.to_flags = TOF_MSS;
1437                 if (sc->sc_flags & SCF_WINSCALE) {
1438                         to.to_wscale = sc->sc_requested_r_scale;
1439                         to.to_flags |= TOF_SCALE;
1440                 }
1441                 if (sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) {
1442                         /* Virgin timestamp or TCP cookie enhanced one. */
1443                         to.to_tsval = sc->sc_ts;
1444                         to.to_tsecr = sc->sc_tsreflect;
1445                         to.to_flags |= TOF_TS;
1446                 }
1447                 if (sc->sc_flags & SCF_SACK)
1448                         to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
1449 #ifdef TCP_SIGNATURE
1450                 if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE)
1451                         to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
1452 #endif
1453                 optlen = tcp_addoptions(&to, (u_char *)(th + 1));
1454
1455                 /* Adjust headers by option size. */
1456                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1457                 m->m_len += optlen;
1458                 m->m_pkthdr.len += optlen;
1459
1460 #ifdef TCP_SIGNATURE
1461                 if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE)
1462                         tcp_signature_compute(m, 0, 0, optlen,
1463                             to.to_signature, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
1464 #endif
1465 #ifdef INET6
1466                 if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
1467                         ip6->ip6_plen = htons(ntohs(ip6->ip6_plen) + optlen);
1468                 else
1469 #endif
1470                         ip->ip_len += optlen;
1471         } else
1472                 optlen = 0;
1473
1474         M_SETFIB(m, sc->sc_inc.inc_fibnum);
1475         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1476 #ifdef INET6
1477         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
1478                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1479                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, tlen + optlen - hlen,
1480                     IPPROTO_TCP, 0);
1481                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(NULL, NULL);
1482                 error = ip6_output(m, NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL);
1483         }
1484 #endif
1485 #if defined(INET6) && defined(INET)
1486         else
1487 #endif
1488 #ifdef INET
1489         {
1490                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1491                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1492                     htons(tlen + optlen - hlen + IPPROTO_TCP));
1493                 error = ip_output(m, sc->sc_ipopts, NULL, 0, NULL, NULL);
1494         }
1495 #endif
1496         return (error);
1497 }
1498
1499 void
1500 syncache_add(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
1501     struct inpcb *inp, struct socket **lsop, struct mbuf *m)
1502 {
1503         _syncache_add(inc, to, th, inp, lsop, m, NULL, NULL);
1504 }
1505
1506 void
1507 tcp_offload_syncache_add(struct in_conninfo *inc, struct toeopt *toeo,
1508     struct tcphdr *th, struct inpcb *inp, struct socket **lsop,
1509     struct toe_usrreqs *tu, void *toepcb)
1510 {
1511         struct tcpopt to;
1512
1513         bzero(&to, sizeof(struct tcpopt));
1514         to.to_mss = toeo->to_mss;
1515         to.to_wscale = toeo->to_wscale;
1516         to.to_flags = toeo->to_flags;
1517
1518         INP_INFO_WLOCK(&V_tcbinfo);
1519         INP_WLOCK(inp);
1520
1521         _syncache_add(inc, &to, th, inp, lsop, NULL, tu, toepcb);
1522 }
1523
1524 /*
1525  * The purpose of SYN cookies is to avoid keeping track of all SYN's we
1526  * receive and to be able to handle SYN floods from bogus source addresses
1527  * (where we will never receive any reply).  SYN floods try to exhaust all
1528  * our memory and available slots in the SYN cache table to cause a denial
1529  * of service to legitimate users of the local host.
1530  *
1531  * The idea of SYN cookies is to encode and include all necessary information
1532  * about the connection setup state within the SYN-ACK we send back and thus
1533  * to get along without keeping any local state until the ACK to the SYN-ACK
1534  * arrives (if ever).  Everything we need to know should be available from
1535  * the information we encoded in the SYN-ACK.
1536  *
1537  * More information about the theory behind SYN cookies and its first
1538  * discussion and specification can be found at:
1539  *  http://cr.yp.to/syncookies.html    (overview)
1540  *  http://cr.yp.to/syncookies/archive (gory details)
1541  *
1542  * This implementation extends the orginal idea and first implementation
1543  * of FreeBSD by using not only the initial sequence number field to store
1544  * information but also the timestamp field if present.  This way we can
1545  * keep track of the entire state we need to know to recreate the session in
1546  * its original form.  Almost all TCP speakers implement RFC1323 timestamps
1547  * these days.  For those that do not we still have to live with the known
1548  * shortcomings of the ISN only SYN cookies.
1549  *
1550  * Cookie layers:
1551  *
1552  * Initial sequence number we send:
1553  * 31|................................|0
1554  *    DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDMMMRRRP
1555  *    D = MD5 Digest (first dword)
1556  *    M = MSS index
1557  *    R = Rotation of secret
1558  *    P = Odd or Even secret
1559  *
1560  * The MD5 Digest is computed with over following parameters:
1561  *  a) randomly rotated secret
1562  *  b) struct in_conninfo containing the remote/local ip/port (IPv4&IPv6)
1563  *  c) the received initial sequence number from remote host
1564  *  d) the rotation offset and odd/even bit
1565  *
1566  * Timestamp we send:
1567  * 31|................................|0
1568  *    DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDSSSSRRRRA5
1569  *    D = MD5 Digest (third dword) (only as filler)
1570  *    S = Requested send window scale
1571  *    R = Requested receive window scale
1572  *    A = SACK allowed
1573  *    5 = TCP-MD5 enabled (not implemented yet)
1574  *    XORed with MD5 Digest (forth dword)
1575  *
1576  * The timestamp isn't cryptographically secure and doesn't need to be.
1577  * The double use of the MD5 digest dwords ties it to a specific remote/
1578  * local host/port, remote initial sequence number and our local time
1579  * limited secret.  A received timestamp is reverted (XORed) and then
1580  * the contained MD5 dword is compared to the computed one to ensure the
1581  * timestamp belongs to the SYN-ACK we sent.  The other parameters may
1582  * have been tampered with but this isn't different from supplying bogus
1583  * values in the SYN in the first place.
1584  *
1585  * Some problems with SYN cookies remain however:
1586  * Consider the problem of a recreated (and retransmitted) cookie.  If the
1587  * original SYN was accepted, the connection is established.  The second
1588  * SYN is inflight, and if it arrives with an ISN that falls within the
1589  * receive window, the connection is killed.
1590  *
1591  * Notes:
1592  * A heuristic to determine when to accept syn cookies is not necessary.
1593  * An ACK flood would cause the syncookie verification to be attempted,
1594  * but a SYN flood causes syncookies to be generated.  Both are of equal
1595  * cost, so there's no point in trying to optimize the ACK flood case.
1596  * Also, if you don't process certain ACKs for some reason, then all someone
1597  * would have to do is launch a SYN and ACK flood at the same time, which
1598  * would stop cookie verification and defeat the entire purpose of syncookies.
1599  */
1600 static int tcp_sc_msstab[] = { 0, 256, 468, 536, 996, 1452, 1460, 8960 };
1601
1602 static void
1603 syncookie_generate(struct syncache_head *sch, struct syncache *sc,
1604     u_int32_t *flowlabel)
1605 {
1606         MD5_CTX ctx;
1607         u_int32_t md5_buffer[MD5_DIGEST_LENGTH / sizeof(u_int32_t)];
1608         u_int32_t data;
1609         u_int32_t *secbits;
1610         u_int off, pmss, mss;
1611         int i;
1612
1613         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
1614
1615         /* Which of the two secrets to use. */
1616         secbits = sch->sch_oddeven ?
1617                         sch->sch_secbits_odd : sch->sch_secbits_even;
1618
1619         /* Reseed secret if too old. */
1620         if (sch->sch_reseed < time_uptime) {
1621                 sch->sch_oddeven = sch->sch_oddeven ? 0 : 1;    /* toggle */
1622                 secbits = sch->sch_oddeven ?
1623                                 sch->sch_secbits_odd : sch->sch_secbits_even;
1624                 for (i = 0; i < SYNCOOKIE_SECRET_SIZE; i++)
1625                         secbits[i] = arc4random();
1626                 sch->sch_reseed = time_uptime + SYNCOOKIE_LIFETIME;
1627         }
1628
1629         /* Secret rotation offset. */
1630         off = sc->sc_iss & 0x7;                 /* iss was randomized before */
1631
1632         /* Maximum segment size calculation. */
1633         pmss =
1634             max( min(sc->sc_peer_mss, tcp_mssopt(&sc->sc_inc)), V_tcp_minmss);
1635         for (mss = sizeof(tcp_sc_msstab) / sizeof(int) - 1; mss > 0; mss--)
1636                 if (tcp_sc_msstab[mss] <= pmss)
1637                         break;
1638
1639         /* Fold parameters and MD5 digest into the ISN we will send. */
1640         data = sch->sch_oddeven;/* odd or even secret, 1 bit */
1641         data |= off << 1;       /* secret offset, derived from iss, 3 bits */
1642         data |= mss << 4;       /* mss, 3 bits */
1643
1644         MD5Init(&ctx);
1645         MD5Update(&ctx, ((u_int8_t *)secbits) + off,
1646             SYNCOOKIE_SECRET_SIZE * sizeof(*secbits) - off);
1647         MD5Update(&ctx, secbits, off);
1648         MD5Update(&ctx, &sc->sc_inc, sizeof(sc->sc_inc));
1649         MD5Update(&ctx, &sc->sc_irs, sizeof(sc->sc_irs));
1650         MD5Update(&ctx, &data, sizeof(data));
1651         MD5Final((u_int8_t *)&md5_buffer, &ctx);
1652
1653         data |= (md5_buffer[0] << 7);
1654         sc->sc_iss = data;
1655
1656 #ifdef INET6
1657         *flowlabel = md5_buffer[1] & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
1658 #endif
1659
1660         /* Additional parameters are stored in the timestamp if present. */
1661         if (sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) {
1662                 data =  ((sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE) ? 1 : 0); /* TCP-MD5, 1 bit */
1663                 data |= ((sc->sc_flags & SCF_SACK) ? 1 : 0) << 1; /* SACK, 1 bit */
1664                 data |= sc->sc_requested_s_scale << 2;  /* SWIN scale, 4 bits */
1665                 data |= sc->sc_requested_r_scale << 6;  /* RWIN scale, 4 bits */
1666                 data |= md5_buffer[2] << 10;            /* more digest bits */
1667                 data ^= md5_buffer[3];
1668                 sc->sc_ts = data;
1669                 sc->sc_tsoff = data - tcp_ts_getticks();        /* after XOR */
1670         }
1671
1672         TCPSTAT_INC(tcps_sc_sendcookie);
1673 }
1674
1675 static struct syncache *
1676 syncookie_lookup(struct in_conninfo *inc, struct syncache_head *sch,
1677     struct syncache *sc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
1678     struct socket *so)
1679 {
1680         MD5_CTX ctx;
1681         u_int32_t md5_buffer[MD5_DIGEST_LENGTH / sizeof(u_int32_t)];
1682         u_int32_t data = 0;
1683         u_int32_t *secbits;
1684         tcp_seq ack, seq;
1685         int off, mss, wnd, flags;
1686
1687         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
1688
1689         /*
1690          * Pull information out of SYN-ACK/ACK and
1691          * revert sequence number advances.
1692          */
1693         ack = th->th_ack - 1;
1694         seq = th->th_seq - 1;
1695         off = (ack >> 1) & 0x7;
1696         mss = (ack >> 4) & 0x7;
1697         flags = ack & 0x7f;
1698
1699         /* Which of the two secrets to use. */
1700         secbits = (flags & 0x1) ? sch->sch_secbits_odd : sch->sch_secbits_even;
1701
1702         /*
1703          * The secret wasn't updated for the lifetime of a syncookie,
1704          * so this SYN-ACK/ACK is either too old (replay) or totally bogus.
1705          */
1706         if (sch->sch_reseed + SYNCOOKIE_LIFETIME < time_uptime) {
1707                 return (NULL);
1708         }
1709
1710         /* Recompute the digest so we can compare it. */
1711         MD5Init(&ctx);
1712         MD5Update(&ctx, ((u_int8_t *)secbits) + off,
1713             SYNCOOKIE_SECRET_SIZE * sizeof(*secbits) - off);
1714         MD5Update(&ctx, secbits, off);
1715         MD5Update(&ctx, inc, sizeof(*inc));
1716         MD5Update(&ctx, &seq, sizeof(seq));
1717         MD5Update(&ctx, &flags, sizeof(flags));
1718         MD5Final((u_int8_t *)&md5_buffer, &ctx);
1719
1720         /* Does the digest part of or ACK'ed ISS match? */
1721         if ((ack & (~0x7f)) != (md5_buffer[0] << 7))
1722                 return (NULL);
1723
1724         /* Does the digest part of our reflected timestamp match? */
1725         if (to->to_flags & TOF_TS) {
1726                 data = md5_buffer[3] ^ to->to_tsecr;
1727                 if ((data & (~0x3ff)) != (md5_buffer[2] << 10))
1728                         return (NULL);
1729         }
1730
1731         /* Fill in the syncache values. */
1732         bcopy(inc, &sc->sc_inc, sizeof(struct in_conninfo));
1733         sc->sc_ipopts = NULL;
1734
1735         sc->sc_irs = seq;
1736         sc->sc_iss = ack;
1737
1738 #ifdef INET6
1739         if (inc->inc_flags & INC_ISIPV6) {
1740                 if (sotoinpcb(so)->inp_flags & IN6P_AUTOFLOWLABEL)
1741                         sc->sc_flowlabel = md5_buffer[1] & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
1742         } else
1743 #endif
1744         {
1745                 sc->sc_ip_ttl = sotoinpcb(so)->inp_ip_ttl;
1746                 sc->sc_ip_tos = sotoinpcb(so)->inp_ip_tos;
1747         }
1748
1749         /* Additional parameters that were encoded in the timestamp. */
1750         if (data) {
1751                 sc->sc_flags |= SCF_TIMESTAMP;
1752                 sc->sc_tsreflect = to->to_tsval;
1753                 sc->sc_ts = to->to_tsecr;
1754                 sc->sc_tsoff = to->to_tsecr - tcp_ts_getticks();
1755                 sc->sc_flags |= (data & 0x1) ? SCF_SIGNATURE : 0;
1756                 sc->sc_flags |= ((data >> 1) & 0x1) ? SCF_SACK : 0;
1757                 sc->sc_requested_s_scale = min((data >> 2) & 0xf,
1758                     TCP_MAX_WINSHIFT);
1759                 sc->sc_requested_r_scale = min((data >> 6) & 0xf,
1760                     TCP_MAX_WINSHIFT);
1761                 if (sc->sc_requested_s_scale || sc->sc_requested_r_scale)
1762                         sc->sc_flags |= SCF_WINSCALE;
1763         } else
1764                 sc->sc_flags |= SCF_NOOPT;
1765
1766         wnd = sbspace(&so->so_rcv);
1767         wnd = imax(wnd, 0);
1768         wnd = imin(wnd, TCP_MAXWIN);
1769         sc->sc_wnd = wnd;
1770
1771         sc->sc_rxmits = 0;
1772         sc->sc_peer_mss = tcp_sc_msstab[mss];
1773
1774         TCPSTAT_INC(tcps_sc_recvcookie);
1775         return (sc);
1776 }
1777
1778 /*
1779  * Returns the current number of syncache entries.  This number
1780  * will probably change before you get around to calling
1781  * syncache_pcblist.
1782  */
1783
1784 int
1785 syncache_pcbcount(void)
1786 {
1787         struct syncache_head *sch;
1788         int count, i;
1789
1790         for (count = 0, i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
1791                 /* No need to lock for a read. */
1792                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[i];
1793                 count += sch->sch_length;
1794         }
1795         return count;
1796 }
1797
1798 /*
1799  * Exports the syncache entries to userland so that netstat can display
1800  * them alongside the other sockets.  This function is intended to be
1801  * called only from tcp_pcblist.
1802  *
1803  * Due to concurrency on an active system, the number of pcbs exported
1804  * may have no relation to max_pcbs.  max_pcbs merely indicates the
1805  * amount of space the caller allocated for this function to use.
1806  */
1807 int
1808 syncache_pcblist(struct sysctl_req *req, int max_pcbs, int *pcbs_exported)
1809 {
1810         struct xtcpcb xt;
1811         struct syncache *sc;
1812         struct syncache_head *sch;
1813         int count, error, i;
1814
1815         for (count = 0, error = 0, i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
1816                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[i];
1817                 SCH_LOCK(sch);
1818                 TAILQ_FOREACH(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash) {
1819                         if (count >= max_pcbs) {
1820                                 SCH_UNLOCK(sch);
1821                                 goto exit;
1822                         }
1823                         if (cr_cansee(req->td->td_ucred, sc->sc_cred) != 0)
1824                                 continue;
1825                         bzero(&xt, sizeof(xt));
1826                         xt.xt_len = sizeof(xt);
1827                         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
1828                                 xt.xt_inp.inp_vflag = INP_IPV6;
1829                         else
1830                                 xt.xt_inp.inp_vflag = INP_IPV4;
1831                         bcopy(&sc->sc_inc, &xt.xt_inp.inp_inc, sizeof (struct in_conninfo));
1832                         xt.xt_tp.t_inpcb = &xt.xt_inp;
1833                         xt.xt_tp.t_state = TCPS_SYN_RECEIVED;
1834                         xt.xt_socket.xso_protocol = IPPROTO_TCP;
1835                         xt.xt_socket.xso_len = sizeof (struct xsocket);
1836                         xt.xt_socket.so_type = SOCK_STREAM;
1837                         xt.xt_socket.so_state = SS_ISCONNECTING;
1838                         error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
1839                         if (error) {
1840                                 SCH_UNLOCK(sch);
1841                                 goto exit;
1842                         }
1843                         count++;
1844                 }
1845                 SCH_UNLOCK(sch);
1846         }
1847 exit:
1848         *pcbs_exported = count;
1849         return error;
1850 }