]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/stable/9.git/blob - sys/sys/mbuf.h
MFC r260581:
[FreeBSD/stable/9.git] / sys / sys / mbuf.h
1 /*-
2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1993
3  *      The Regents of the University of California.
4  * All rights reserved.
5  *
6  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
7  * modification, are permitted provided that the following conditions
8  * are met:
9  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
10  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
11  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
13  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
14  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
15  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
16  *    without specific prior written permission.
17  *
18  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
19  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
20  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
21  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
22  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
23  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
24  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
25  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
26  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
27  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
28  * SUCH DAMAGE.
29  *
30  *      @(#)mbuf.h      8.5 (Berkeley) 2/19/95
31  * $FreeBSD$
32  */
33
34 #ifndef _SYS_MBUF_H_
35 #define _SYS_MBUF_H_
36
37 /* XXX: These includes suck. Sorry! */
38 #include <sys/queue.h>
39 #ifdef _KERNEL
40 #include <sys/systm.h>
41 #include <vm/uma.h>
42 #ifdef WITNESS
43 #include <sys/lock.h>
44 #endif
45 #endif
46
47 /*
48  * Mbufs are of a single size, MSIZE (sys/param.h), which includes overhead.
49  * An mbuf may add a single "mbuf cluster" of size MCLBYTES (also in
50  * sys/param.h), which has no additional overhead and is used instead of the
51  * internal data area; this is done when at least MINCLSIZE of data must be
52  * stored.  Additionally, it is possible to allocate a separate buffer
53  * externally and attach it to the mbuf in a way similar to that of mbuf
54  * clusters.
55  */
56 #define MLEN            (MSIZE - sizeof(struct m_hdr))  /* normal data len */
57 #define MHLEN           (MLEN - sizeof(struct pkthdr))  /* data len w/pkthdr */
58 #define MINCLSIZE       (MHLEN + 1)     /* smallest amount to put in cluster */
59 #define M_MAXCOMPRESS   (MHLEN / 2)     /* max amount to copy for compression */
60
61 #ifdef _KERNEL
62 /*-
63  * Macro for type conversion: convert mbuf pointer to data pointer of correct
64  * type:
65  *
66  * mtod(m, t)   -- Convert mbuf pointer to data pointer of correct type.
67  */
68 #define mtod(m, t)      ((t)((m)->m_data))
69
70 /*
71  * Argument structure passed to UMA routines during mbuf and packet
72  * allocations.
73  */
74 struct mb_args {
75         int     flags;  /* Flags for mbuf being allocated */
76         short   type;   /* Type of mbuf being allocated */
77 };
78 #endif /* _KERNEL */
79
80 #if defined(__LP64__)
81 #define M_HDR_PAD    6
82 #else
83 #define M_HDR_PAD    2
84 #endif
85
86 /*
87  * Header present at the beginning of every mbuf.
88  */
89 struct m_hdr {
90         struct mbuf     *mh_next;       /* next buffer in chain */
91         struct mbuf     *mh_nextpkt;    /* next chain in queue/record */
92         caddr_t          mh_data;       /* location of data */
93         int              mh_len;        /* amount of data in this mbuf */
94         int              mh_flags;      /* flags; see below */
95         short            mh_type;       /* type of data in this mbuf */
96         uint8_t          pad[M_HDR_PAD];/* word align                  */
97 };
98
99 /*
100  * Packet tag structure (see below for details).
101  */
102 struct m_tag {
103         SLIST_ENTRY(m_tag)      m_tag_link;     /* List of packet tags */
104         u_int16_t               m_tag_id;       /* Tag ID */
105         u_int16_t               m_tag_len;      /* Length of data */
106         u_int32_t               m_tag_cookie;   /* ABI/Module ID */
107         void                    (*m_tag_free)(struct m_tag *);
108 };
109
110 /*
111  * Record/packet header in first mbuf of chain; valid only if M_PKTHDR is set.
112  */
113 struct pkthdr {
114         struct ifnet    *rcvif;         /* rcv interface */
115         /* variables for ip and tcp reassembly */
116         void            *header;        /* pointer to packet header */
117         int              len;           /* total packet length */
118         uint32_t         flowid;        /* packet's 4-tuple system
119                                          * flow identifier
120                                          */
121         /* variables for hardware checksum */
122         int              csum_flags;    /* flags regarding checksum */
123         int              csum_data;     /* data field used by csum routines */
124         u_int16_t        tso_segsz;     /* TSO segment size */
125         union {
126                 u_int16_t vt_vtag;      /* Ethernet 802.1p+q vlan tag */
127                 u_int16_t vt_nrecs;     /* # of IGMPv3 records in this chain */
128         } PH_vt;
129         SLIST_HEAD(packet_tags, m_tag) tags; /* list of packet tags */
130 };
131 #define ether_vtag      PH_vt.vt_vtag
132
133 /*
134  * Description of external storage mapped into mbuf; valid only if M_EXT is
135  * set.
136  */
137 struct m_ext {
138         caddr_t          ext_buf;       /* start of buffer */
139         void            (*ext_free)     /* free routine if not the usual */
140                             (void *, void *);
141         void            *ext_arg1;      /* optional argument pointer */
142         void            *ext_arg2;      /* optional argument pointer */
143         u_int            ext_size;      /* size of buffer, for ext_free */
144         volatile u_int  *ref_cnt;       /* pointer to ref count info */
145         int              ext_type;      /* type of external storage */
146 };
147
148 /*
149  * The core of the mbuf object along with some shortcut defines for practical
150  * purposes.
151  */
152 struct mbuf {
153         struct m_hdr    m_hdr;
154         union {
155                 struct {
156                         struct pkthdr   MH_pkthdr;      /* M_PKTHDR set */
157                         union {
158                                 struct m_ext    MH_ext; /* M_EXT set */
159                                 char            MH_databuf[MHLEN];
160                         } MH_dat;
161                 } MH;
162                 char    M_databuf[MLEN];                /* !M_PKTHDR, !M_EXT */
163         } M_dat;
164 };
165 #define m_next          m_hdr.mh_next
166 #define m_len           m_hdr.mh_len
167 #define m_data          m_hdr.mh_data
168 #define m_type          m_hdr.mh_type
169 #define m_flags         m_hdr.mh_flags
170 #define m_nextpkt       m_hdr.mh_nextpkt
171 #define m_act           m_nextpkt
172 #define m_pkthdr        M_dat.MH.MH_pkthdr
173 #define m_ext           M_dat.MH.MH_dat.MH_ext
174 #define m_pktdat        M_dat.MH.MH_dat.MH_databuf
175 #define m_dat           M_dat.M_databuf
176
177 /*
178  * mbuf flags.
179  */
180 #define M_EXT           0x00000001 /* has associated external storage */
181 #define M_PKTHDR        0x00000002 /* start of record */
182 #define M_EOR           0x00000004 /* end of record */
183 #define M_RDONLY        0x00000008 /* associated data is marked read-only */
184 #define M_PROTO1        0x00000010 /* protocol-specific */
185 #define M_PROTO2        0x00000020 /* protocol-specific */
186 #define M_PROTO3        0x00000040 /* protocol-specific */
187 #define M_PROTO4        0x00000080 /* protocol-specific */
188 #define M_PROTO5        0x00000100 /* protocol-specific */
189 #define M_BCAST         0x00000200 /* send/received as link-level broadcast */
190 #define M_MCAST         0x00000400 /* send/received as link-level multicast */
191 #define M_FRAG          0x00000800 /* packet is a fragment of a larger packet */
192 #define M_FIRSTFRAG     0x00001000 /* packet is first fragment */
193 #define M_LASTFRAG      0x00002000 /* packet is last fragment */
194 #define M_SKIP_FIREWALL 0x00004000 /* skip firewall processing */
195 #define M_FREELIST      0x00008000 /* mbuf is on the free list */
196 #define M_VLANTAG       0x00010000 /* ether_vtag is valid */
197 #define M_PROMISC       0x00020000 /* packet was not for us */
198 #define M_NOFREE        0x00040000 /* do not free mbuf, embedded in cluster */
199 #define M_PROTO6        0x00080000 /* protocol-specific */
200 #define M_PROTO7        0x00100000 /* protocol-specific */
201 #define M_PROTO8        0x00200000 /* protocol-specific */
202 #define M_FLOWID        0x00400000 /* deprecated: flowid is valid */
203 #define M_HASHTYPEBITS  0x0F000000 /* mask of bits holding flowid hash type */
204
205 /*
206  * For RELENG_{6,7} steal these flags for limited multiple routing table
207  * support. In RELENG_8 and beyond, use just one flag and a tag.
208  */
209 #define M_FIB           0xF0000000 /* steal some bits to store fib number. */
210
211 #define M_NOTIFICATION  M_PROTO5    /* SCTP notification */
212
213 /*
214  * Flags to purge when crossing layers.
215  */
216 #define M_PROTOFLAGS \
217     (M_PROTO1|M_PROTO2|M_PROTO3|M_PROTO4|M_PROTO5|M_PROTO6|M_PROTO7|M_PROTO8)
218
219 /*
220  * Network interface cards are able to hash protocol fields (such as IPv4
221  * addresses and TCP port numbers) classify packets into flows.  These flows
222  * can then be used to maintain ordering while delivering packets to the OS
223  * via parallel input queues, as well as to provide a stateless affinity
224  * model.  NIC drivers can pass up the hash via m->m_pkthdr.flowid, and set
225  * m_flag fields to indicate how the hash should be interpreted by the
226  * network stack.
227  *
228  * Most NICs support RSS, which provides ordering and explicit affinity, and
229  * use the hash m_flag bits to indicate what header fields were covered by
230  * the hash.  M_HASHTYPE_OPAQUE can be set by non-RSS cards or configurations
231  * that provide an opaque flow identifier, allowing for ordering and
232  * distribution without explicit affinity.
233  */
234 #define M_HASHTYPE_SHIFT                24
235 #define M_HASHTYPE_NONE                 0x0
236 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV4             0x1     /* IPv4 2-tuple */
237 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV4         0x2     /* TCPv4 4-tuple */
238 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6             0x3     /* IPv6 2-tuple */
239 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6         0x4     /* TCPv6 4-tuple */
240 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6_EX          0x5     /* IPv6 2-tuple + ext hdrs */
241 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6_EX      0x6     /* TCPv6 4-tiple + ext hdrs */
242 #define M_HASHTYPE_OPAQUE               0xf     /* ordering, not affinity */
243
244 #define M_HASHTYPE_CLEAR(m)     (m)->m_flags &= ~(M_HASHTYPEBITS)
245 #define M_HASHTYPE_GET(m)       (((m)->m_flags & M_HASHTYPEBITS) >> \
246                                     M_HASHTYPE_SHIFT)
247 #define M_HASHTYPE_SET(m, v)    do {                                    \
248         (m)->m_flags &= ~M_HASHTYPEBITS;                                \
249         (m)->m_flags |= ((v) << M_HASHTYPE_SHIFT);                      \
250 } while (0)
251 #define M_HASHTYPE_TEST(m, v)   (M_HASHTYPE_GET(m) == (v))
252
253 /*
254  * Flags preserved when copying m_pkthdr.
255  */
256 #define M_COPYFLAGS \
257     (M_PKTHDR|M_EOR|M_RDONLY|M_PROTOFLAGS|M_SKIP_FIREWALL|M_BCAST|M_MCAST|\
258      M_FRAG|M_FIRSTFRAG|M_LASTFRAG|M_VLANTAG|M_PROMISC|M_FIB|M_HASHTYPEBITS)
259
260 /*
261  * External buffer types: identify ext_buf type.
262  */
263 #define EXT_CLUSTER     1       /* mbuf cluster */
264 #define EXT_SFBUF       2       /* sendfile(2)'s sf_bufs */
265 #define EXT_JUMBOP      3       /* jumbo cluster 4096 bytes */
266 #define EXT_JUMBO9      4       /* jumbo cluster 9216 bytes */
267 #define EXT_JUMBO16     5       /* jumbo cluster 16184 bytes */
268 #define EXT_PACKET      6       /* mbuf+cluster from packet zone */
269 #define EXT_MBUF        7       /* external mbuf reference (M_IOVEC) */
270 #define EXT_NET_DRV     100     /* custom ext_buf provided by net driver(s) */
271 #define EXT_MOD_TYPE    200     /* custom module's ext_buf type */
272 #define EXT_DISPOSABLE  300     /* can throw this buffer away w/page flipping */
273 #define EXT_EXTREF      400     /* has externally maintained ref_cnt ptr */
274
275 /*
276  * Flags indicating hw checksum support and sw checksum requirements.  This
277  * field can be directly tested against if_data.ifi_hwassist.
278  */
279 #define CSUM_IP                 0x0001          /* will csum IP */
280 #define CSUM_TCP                0x0002          /* will csum TCP */
281 #define CSUM_UDP                0x0004          /* will csum UDP */
282 #define CSUM_IP_FRAGS           0x0008          /* removed, left for compat */
283 #define CSUM_FRAGMENT           0x0010          /* will do IP fragmentation */
284 #define CSUM_TSO                0x0020          /* will do TSO */
285 #define CSUM_SCTP               0x0040          /* will csum SCTP */
286 #define CSUM_SCTP_IPV6          0x0080          /* will csum IPv6/SCTP */
287
288 #define CSUM_IP_CHECKED         0x0100          /* did csum IP */
289 #define CSUM_IP_VALID           0x0200          /*   ... the csum is valid */
290 #define CSUM_DATA_VALID         0x0400          /* csum_data field is valid */
291 #define CSUM_PSEUDO_HDR         0x0800          /* csum_data has pseudo hdr */
292 #define CSUM_SCTP_VALID         0x1000          /* SCTP checksum is valid */
293 #define CSUM_UDP_IPV6           0x2000          /* will csum IPv6/UDP */
294 #define CSUM_TCP_IPV6           0x4000          /* will csum IPv6/TCP */
295 /*      CSUM_TSO_IPV6           0x8000          will do IPv6/TSO */
296
297 /*      CSUM_FRAGMENT_IPV6      0x10000         will do IPv6 fragementation */
298
299 #define CSUM_DELAY_DATA_IPV6    (CSUM_TCP_IPV6 | CSUM_UDP_IPV6)
300 #define CSUM_DATA_VALID_IPV6    CSUM_DATA_VALID
301
302 #define CSUM_DELAY_DATA         (CSUM_TCP | CSUM_UDP)
303 #define CSUM_DELAY_IP           (CSUM_IP)       /* Only v4, no v6 IP hdr csum */
304
305 /*
306  * mbuf types.
307  */
308 #define MT_NOTMBUF      0       /* USED INTERNALLY ONLY! Object is not mbuf */
309 #define MT_DATA         1       /* dynamic (data) allocation */
310 #define MT_HEADER       MT_DATA /* packet header, use M_PKTHDR instead */
311 #define MT_SONAME       8       /* socket name */
312 #define MT_CONTROL      14      /* extra-data protocol message */
313 #define MT_OOBDATA      15      /* expedited data  */
314 #define MT_NTYPES       16      /* number of mbuf types for mbtypes[] */
315
316 #define MT_NOINIT       255     /* Not a type but a flag to allocate
317                                    a non-initialized mbuf */
318
319 #define MB_NOTAGS       0x1UL   /* no tags attached to mbuf */
320
321 /*
322  * General mbuf allocator statistics structure.
323  *
324  * Many of these statistics are no longer used; we instead track many
325  * allocator statistics through UMA's built in statistics mechanism.
326  */
327 struct mbstat {
328         u_long  m_mbufs;        /* XXX */
329         u_long  m_mclusts;      /* XXX */
330
331         u_long  m_drain;        /* times drained protocols for space */
332         u_long  m_mcfail;       /* XXX: times m_copym failed */
333         u_long  m_mpfail;       /* XXX: times m_pullup failed */
334         u_long  m_msize;        /* length of an mbuf */
335         u_long  m_mclbytes;     /* length of an mbuf cluster */
336         u_long  m_minclsize;    /* min length of data to allocate a cluster */
337         u_long  m_mlen;         /* length of data in an mbuf */
338         u_long  m_mhlen;        /* length of data in a header mbuf */
339
340         /* Number of mbtypes (gives # elems in mbtypes[] array) */
341         short   m_numtypes;
342
343         /* XXX: Sendfile stats should eventually move to their own struct */
344         u_long  sf_iocnt;       /* times sendfile had to do disk I/O */
345         u_long  sf_allocfail;   /* times sfbuf allocation failed */
346         u_long  sf_allocwait;   /* times sfbuf allocation had to wait */
347 };
348
349 /*
350  * Flags specifying how an allocation should be made.
351  *
352  * The flag to use is as follows:
353  * - M_NOWAIT (M_DONTWAIT) from an interrupt handler to not block allocation.
354  * - M_WAITOK (M_WAIT) from wherever it is safe to block.
355  *
356  * M_DONTWAIT/M_NOWAIT means that we will not block the thread explicitly and
357  * if we cannot allocate immediately we may return NULL, whereas
358  * M_WAIT/M_WAITOK means that if we cannot allocate resources we
359  * will block until they are available, and thus never return NULL.
360  *
361  * XXX Eventually just phase this out to use M_WAITOK/M_NOWAIT.
362  */
363 #define MBTOM(how)      (how)
364 #define M_DONTWAIT      M_NOWAIT
365 #define M_TRYWAIT       M_WAITOK
366 #define M_WAIT          M_WAITOK
367
368 /*
369  * String names of mbuf-related UMA(9) and malloc(9) types.  Exposed to
370  * !_KERNEL so that monitoring tools can look up the zones with
371  * libmemstat(3).
372  */
373 #define MBUF_MEM_NAME           "mbuf"
374 #define MBUF_CLUSTER_MEM_NAME   "mbuf_cluster"
375 #define MBUF_PACKET_MEM_NAME    "mbuf_packet"
376 #define MBUF_JUMBOP_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_page"
377 #define MBUF_JUMBO9_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_9k"
378 #define MBUF_JUMBO16_MEM_NAME   "mbuf_jumbo_16k"
379 #define MBUF_TAG_MEM_NAME       "mbuf_tag"
380 #define MBUF_EXTREFCNT_MEM_NAME "mbuf_ext_refcnt"
381
382 #ifdef _KERNEL
383
384 #ifdef WITNESS
385 #define MBUF_CHECKSLEEP(how) do {                                       \
386         if (how == M_WAITOK)                                            \
387                 WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, NULL,         \
388                     "Sleeping in \"%s\"", __func__);                    \
389 } while (0)
390 #else
391 #define MBUF_CHECKSLEEP(how)
392 #endif
393
394 /*
395  * Network buffer allocation API
396  *
397  * The rest of it is defined in kern/kern_mbuf.c
398  */
399 extern uma_zone_t       zone_mbuf;
400 extern uma_zone_t       zone_clust;
401 extern uma_zone_t       zone_pack;
402 extern uma_zone_t       zone_jumbop;
403 extern uma_zone_t       zone_jumbo9;
404 extern uma_zone_t       zone_jumbo16;
405 extern uma_zone_t       zone_ext_refcnt;
406
407 static __inline struct mbuf     *m_getcl(int how, short type, int flags);
408 static __inline struct mbuf     *m_get(int how, short type);
409 static __inline struct mbuf     *m_gethdr(int how, short type);
410 static __inline struct mbuf     *m_getjcl(int how, short type, int flags,
411                                     int size);
412 static __inline struct mbuf     *m_getclr(int how, short type); /* XXX */
413 static __inline int              m_init(struct mbuf *m, uma_zone_t zone,
414                                     int size, int how, short type, int flags);
415 static __inline struct mbuf     *m_free(struct mbuf *m);
416 static __inline void             m_clget(struct mbuf *m, int how);
417 static __inline void            *m_cljget(struct mbuf *m, int how, int size);
418 static __inline void             m_chtype(struct mbuf *m, short new_type);
419 void                             mb_free_ext(struct mbuf *);
420 static __inline struct mbuf     *m_last(struct mbuf *m);
421 int                              m_pkthdr_init(struct mbuf *m, int how);
422
423 static __inline int
424 m_gettype(int size)
425 {
426         int type;
427
428         switch (size) {
429         case MSIZE:
430                 type = EXT_MBUF;
431                 break;
432         case MCLBYTES:
433                 type = EXT_CLUSTER;
434                 break;
435 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
436         case MJUMPAGESIZE:
437                 type = EXT_JUMBOP;
438                 break;
439 #endif
440         case MJUM9BYTES:
441                 type = EXT_JUMBO9;
442                 break;
443         case MJUM16BYTES:
444                 type = EXT_JUMBO16;
445                 break;
446         default:
447                 panic("%s: m_getjcl: invalid cluster size", __func__);
448         }
449
450         return (type);
451 }
452
453 static __inline uma_zone_t
454 m_getzone(int size)
455 {
456         uma_zone_t zone;
457
458         switch (size) {
459         case MSIZE:
460                 zone = zone_mbuf;
461                 break;
462         case MCLBYTES:
463                 zone = zone_clust;
464                 break;
465 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
466         case MJUMPAGESIZE:
467                 zone = zone_jumbop;
468                 break;
469 #endif
470         case MJUM9BYTES:
471                 zone = zone_jumbo9;
472                 break;
473         case MJUM16BYTES:
474                 zone = zone_jumbo16;
475                 break;
476         default:
477                 panic("%s: m_getjcl: invalid cluster type", __func__);
478         }
479
480         return (zone);
481 }
482
483 /*
484  * Initialize an mbuf with linear storage.
485  *
486  * Inline because the consumer text overhead will be roughly the same to
487  * initialize or call a function with this many parameters and M_PKTHDR
488  * should go away with constant propagation for !MGETHDR.
489  */
490 static __inline int
491 m_init(struct mbuf *m, uma_zone_t zone, int size, int how, short type,
492     int flags)
493 {
494         int error;
495
496         m->m_next = NULL;
497         m->m_nextpkt = NULL;
498         m->m_data = m->m_dat;
499         m->m_len = 0;
500         m->m_flags = flags;
501         m->m_type = type;
502         if (flags & M_PKTHDR) {
503                 if ((error = m_pkthdr_init(m, how)) != 0)
504                         return (error);
505         }
506
507         return (0);
508 }
509
510 static __inline struct mbuf *
511 m_get(int how, short type)
512 {
513         struct mb_args args;
514
515         args.flags = 0;
516         args.type = type;
517         return ((struct mbuf *)(uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how)));
518 }
519
520 /*
521  * XXX This should be deprecated, very little use.
522  */
523 static __inline struct mbuf *
524 m_getclr(int how, short type)
525 {
526         struct mbuf *m;
527         struct mb_args args;
528
529         args.flags = 0;
530         args.type = type;
531         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
532         if (m != NULL)
533                 bzero(m->m_data, MLEN);
534         return (m);
535 }
536
537 static __inline struct mbuf *
538 m_gethdr(int how, short type)
539 {
540         struct mb_args args;
541
542         args.flags = M_PKTHDR;
543         args.type = type;
544         return ((struct mbuf *)(uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how)));
545 }
546
547 static __inline struct mbuf *
548 m_getcl(int how, short type, int flags)
549 {
550         struct mb_args args;
551
552         args.flags = flags;
553         args.type = type;
554         return ((struct mbuf *)(uma_zalloc_arg(zone_pack, &args, how)));
555 }
556
557 /*
558  * m_getjcl() returns an mbuf with a cluster of the specified size attached.
559  * For size it takes MCLBYTES, MJUMPAGESIZE, MJUM9BYTES, MJUM16BYTES.
560  *
561  * XXX: This is rather large, should be real function maybe.
562  */
563 static __inline struct mbuf *
564 m_getjcl(int how, short type, int flags, int size)
565 {
566         struct mb_args args;
567         struct mbuf *m, *n;
568         uma_zone_t zone;
569
570         if (size == MCLBYTES)
571                 return m_getcl(how, type, flags);
572
573         args.flags = flags;
574         args.type = type;
575
576         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
577         if (m == NULL)
578                 return (NULL);
579
580         zone = m_getzone(size);
581         n = uma_zalloc_arg(zone, m, how);
582         if (n == NULL) {
583                 uma_zfree(zone_mbuf, m);
584                 return (NULL);
585         }
586         return (m);
587 }
588
589 static __inline void
590 m_free_fast(struct mbuf *m)
591 {
592 #ifdef INVARIANTS
593         if (m->m_flags & M_PKTHDR)
594                 KASSERT(SLIST_EMPTY(&m->m_pkthdr.tags), ("doing fast free of mbuf with tags"));
595 #endif
596
597         uma_zfree_arg(zone_mbuf, m, (void *)MB_NOTAGS);
598 }
599
600 static __inline struct mbuf *
601 m_free(struct mbuf *m)
602 {
603         struct mbuf *n = m->m_next;
604
605         if (m->m_flags & M_EXT)
606                 mb_free_ext(m);
607         else if ((m->m_flags & M_NOFREE) == 0)
608                 uma_zfree(zone_mbuf, m);
609         return (n);
610 }
611
612 static __inline void
613 m_clget(struct mbuf *m, int how)
614 {
615
616         if (m->m_flags & M_EXT)
617                 printf("%s: %p mbuf already has cluster\n", __func__, m);
618         m->m_ext.ext_buf = (char *)NULL;
619         uma_zalloc_arg(zone_clust, m, how);
620         /*
621          * On a cluster allocation failure, drain the packet zone and retry,
622          * we might be able to loosen a few clusters up on the drain.
623          */
624         if ((how & M_NOWAIT) && (m->m_ext.ext_buf == NULL)) {
625                 zone_drain(zone_pack);
626                 uma_zalloc_arg(zone_clust, m, how);
627         }
628 }
629
630 /*
631  * m_cljget() is different from m_clget() as it can allocate clusters without
632  * attaching them to an mbuf.  In that case the return value is the pointer
633  * to the cluster of the requested size.  If an mbuf was specified, it gets
634  * the cluster attached to it and the return value can be safely ignored.
635  * For size it takes MCLBYTES, MJUMPAGESIZE, MJUM9BYTES, MJUM16BYTES.
636  */
637 static __inline void *
638 m_cljget(struct mbuf *m, int how, int size)
639 {
640         uma_zone_t zone;
641
642         if (m && m->m_flags & M_EXT)
643                 printf("%s: %p mbuf already has cluster\n", __func__, m);
644         if (m != NULL)
645                 m->m_ext.ext_buf = NULL;
646
647         zone = m_getzone(size);
648         return (uma_zalloc_arg(zone, m, how));
649 }
650
651 static __inline void
652 m_cljset(struct mbuf *m, void *cl, int type)
653 {
654         uma_zone_t zone;
655         int size;
656
657         switch (type) {
658         case EXT_CLUSTER:
659                 size = MCLBYTES;
660                 zone = zone_clust;
661                 break;
662 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
663         case EXT_JUMBOP:
664                 size = MJUMPAGESIZE;
665                 zone = zone_jumbop;
666                 break;
667 #endif
668         case EXT_JUMBO9:
669                 size = MJUM9BYTES;
670                 zone = zone_jumbo9;
671                 break;
672         case EXT_JUMBO16:
673                 size = MJUM16BYTES;
674                 zone = zone_jumbo16;
675                 break;
676         default:
677                 panic("unknown cluster type");
678                 break;
679         }
680
681         m->m_data = m->m_ext.ext_buf = cl;
682         m->m_ext.ext_free = m->m_ext.ext_arg1 = m->m_ext.ext_arg2 = NULL;
683         m->m_ext.ext_size = size;
684         m->m_ext.ext_type = type;
685         m->m_ext.ref_cnt = uma_find_refcnt(zone, cl);
686         m->m_flags |= M_EXT;
687
688 }
689
690 static __inline void
691 m_chtype(struct mbuf *m, short new_type)
692 {
693
694         m->m_type = new_type;
695 }
696
697 static __inline struct mbuf *
698 m_last(struct mbuf *m)
699 {
700
701         while (m->m_next)
702                 m = m->m_next;
703         return (m);
704 }
705
706 extern void (*m_addr_chg_pf_p)(struct mbuf *m);
707
708 static __inline void
709 m_addr_changed(struct mbuf *m)
710 {
711
712         if (m_addr_chg_pf_p)
713                 m_addr_chg_pf_p(m);
714 }
715
716 /*
717  * mbuf, cluster, and external object allocation macros (for compatibility
718  * purposes).
719  */
720 #define M_MOVE_PKTHDR(to, from) m_move_pkthdr((to), (from))
721 #define MGET(m, how, type)      ((m) = m_get((how), (type)))
722 #define MGETHDR(m, how, type)   ((m) = m_gethdr((how), (type)))
723 #define MCLGET(m, how)          m_clget((m), (how))
724 #define MEXTADD(m, buf, size, free, arg1, arg2, flags, type)            \
725     m_extadd((m), (caddr_t)(buf), (size), (free),(arg1),(arg2),(flags), (type))
726 #define m_getm(m, len, how, type)                                       \
727     m_getm2((m), (len), (how), (type), M_PKTHDR)
728
729 /*
730  * Evaluate TRUE if it's safe to write to the mbuf m's data region (this can
731  * be both the local data payload, or an external buffer area, depending on
732  * whether M_EXT is set).
733  */
734 #define M_WRITABLE(m)   (!((m)->m_flags & M_RDONLY) &&                  \
735                          (!(((m)->m_flags & M_EXT)) ||                  \
736                          (*((m)->m_ext.ref_cnt) == 1)) )                \
737
738 /* Check if the supplied mbuf has a packet header, or else panic. */
739 #define M_ASSERTPKTHDR(m)                                               \
740         KASSERT((m) != NULL && (m)->m_flags & M_PKTHDR,                 \
741             ("%s: no mbuf packet header!", __func__))
742
743 /*
744  * Ensure that the supplied mbuf is a valid, non-free mbuf.
745  *
746  * XXX: Broken at the moment.  Need some UMA magic to make it work again.
747  */
748 #define M_ASSERTVALID(m)                                                \
749         KASSERT((((struct mbuf *)m)->m_flags & 0) == 0,                 \
750             ("%s: attempted use of a free mbuf!", __func__))
751
752 /*
753  * Set the m_data pointer of a newly-allocated mbuf (m_get/MGET) to place an
754  * object of the specified size at the end of the mbuf, longword aligned.
755  */
756 #define M_ALIGN(m, len) do {                                            \
757         KASSERT(!((m)->m_flags & (M_PKTHDR|M_EXT)),                     \
758                 ("%s: M_ALIGN not normal mbuf", __func__));             \
759         KASSERT((m)->m_data == (m)->m_dat,                              \
760                 ("%s: M_ALIGN not a virgin mbuf", __func__));           \
761         (m)->m_data += (MLEN - (len)) & ~(sizeof(long) - 1);            \
762 } while (0)
763
764 /*
765  * As above, for mbufs allocated with m_gethdr/MGETHDR or initialized by
766  * M_DUP/MOVE_PKTHDR.
767  */
768 #define MH_ALIGN(m, len) do {                                           \
769         KASSERT((m)->m_flags & M_PKTHDR && !((m)->m_flags & M_EXT),     \
770                 ("%s: MH_ALIGN not PKTHDR mbuf", __func__));            \
771         KASSERT((m)->m_data == (m)->m_pktdat,                           \
772                 ("%s: MH_ALIGN not a virgin mbuf", __func__));          \
773         (m)->m_data += (MHLEN - (len)) & ~(sizeof(long) - 1);           \
774 } while (0)
775
776 /*
777  * Compute the amount of space available before the current start of data in
778  * an mbuf.
779  *
780  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
781  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
782  */
783 #define M_LEADINGSPACE(m)                                               \
784         ((m)->m_flags & M_EXT ?                                         \
785             (M_WRITABLE(m) ? (m)->m_data - (m)->m_ext.ext_buf : 0):     \
786             (m)->m_flags & M_PKTHDR ? (m)->m_data - (m)->m_pktdat :     \
787             (m)->m_data - (m)->m_dat)
788
789 /*
790  * Compute the amount of space available after the end of data in an mbuf.
791  *
792  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
793  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
794  */
795 #define M_TRAILINGSPACE(m)                                              \
796         ((m)->m_flags & M_EXT ?                                         \
797             (M_WRITABLE(m) ? (m)->m_ext.ext_buf + (m)->m_ext.ext_size   \
798                 - ((m)->m_data + (m)->m_len) : 0) :                     \
799             &(m)->m_dat[MLEN] - ((m)->m_data + (m)->m_len))
800
801 /*
802  * Arrange to prepend space of size plen to mbuf m.  If a new mbuf must be
803  * allocated, how specifies whether to wait.  If the allocation fails, the
804  * original mbuf chain is freed and m is set to NULL.
805  */
806 #define M_PREPEND(m, plen, how) do {                                    \
807         struct mbuf **_mmp = &(m);                                      \
808         struct mbuf *_mm = *_mmp;                                       \
809         int _mplen = (plen);                                            \
810         int __mhow = (how);                                             \
811                                                                         \
812         MBUF_CHECKSLEEP(how);                                           \
813         if (M_LEADINGSPACE(_mm) >= _mplen) {                            \
814                 _mm->m_data -= _mplen;                                  \
815                 _mm->m_len += _mplen;                                   \
816         } else                                                          \
817                 _mm = m_prepend(_mm, _mplen, __mhow);                   \
818         if (_mm != NULL && _mm->m_flags & M_PKTHDR)                     \
819                 _mm->m_pkthdr.len += _mplen;                            \
820         *_mmp = _mm;                                                    \
821 } while (0)
822
823 /*
824  * Change mbuf to new type.  This is a relatively expensive operation and
825  * should be avoided.
826  */
827 #define MCHTYPE(m, t)   m_chtype((m), (t))
828
829 /* Length to m_copy to copy all. */
830 #define M_COPYALL       1000000000
831
832 /* Compatibility with 4.3. */
833 #define m_copy(m, o, l) m_copym((m), (o), (l), M_DONTWAIT)
834
835 extern int              max_datalen;    /* MHLEN - max_hdr */
836 extern int              max_hdr;        /* Largest link + protocol header */
837 extern int              max_linkhdr;    /* Largest link-level header */
838 extern int              max_protohdr;   /* Largest protocol header */
839 extern struct mbstat    mbstat;         /* General mbuf stats/infos */
840 extern int              nmbclusters;    /* Maximum number of clusters */
841
842 struct uio;
843
844 void             m_adj(struct mbuf *, int);
845 void             m_align(struct mbuf *, int);
846 int              m_apply(struct mbuf *, int, int,
847                     int (*)(void *, void *, u_int), void *);
848 int              m_append(struct mbuf *, int, c_caddr_t);
849 void             m_cat(struct mbuf *, struct mbuf *);
850 void             m_extadd(struct mbuf *, caddr_t, u_int,
851                     void (*)(void *, void *), void *, void *, int, int);
852 struct mbuf     *m_collapse(struct mbuf *, int, int);
853 void             m_copyback(struct mbuf *, int, int, c_caddr_t);
854 void             m_copydata(const struct mbuf *, int, int, caddr_t);
855 struct mbuf     *m_copym(struct mbuf *, int, int, int);
856 struct mbuf     *m_copymdata(struct mbuf *, struct mbuf *,
857                     int, int, int, int);
858 struct mbuf     *m_copypacket(struct mbuf *, int);
859 void             m_copy_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
860 struct mbuf     *m_copyup(struct mbuf *n, int len, int dstoff);
861 struct mbuf     *m_defrag(struct mbuf *, int);
862 void             m_demote(struct mbuf *, int);
863 struct mbuf     *m_devget(char *, int, int, struct ifnet *,
864                     void (*)(char *, caddr_t, u_int));
865 struct mbuf     *m_dup(struct mbuf *, int);
866 int              m_dup_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *, int);
867 u_int            m_fixhdr(struct mbuf *);
868 struct mbuf     *m_fragment(struct mbuf *, int, int);
869 void             m_freem(struct mbuf *);
870 struct mbuf     *m_getm2(struct mbuf *, int, int, short, int);
871 struct mbuf     *m_getptr(struct mbuf *, int, int *);
872 u_int            m_length(struct mbuf *, struct mbuf **);
873 int              m_mbuftouio(struct uio *, struct mbuf *, int);
874 void             m_move_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
875 struct mbuf     *m_prepend(struct mbuf *, int, int);
876 void             m_print(const struct mbuf *, int);
877 struct mbuf     *m_pulldown(struct mbuf *, int, int, int *);
878 struct mbuf     *m_pullup(struct mbuf *, int);
879 int             m_sanity(struct mbuf *, int);
880 struct mbuf     *m_split(struct mbuf *, int, int);
881 struct mbuf     *m_uiotombuf(struct uio *, int, int, int, int);
882 struct mbuf     *m_unshare(struct mbuf *, int how);
883
884 /*-
885  * Network packets may have annotations attached by affixing a list of
886  * "packet tags" to the pkthdr structure.  Packet tags are dynamically
887  * allocated semi-opaque data structures that have a fixed header
888  * (struct m_tag) that specifies the size of the memory block and a
889  * <cookie,type> pair that identifies it.  The cookie is a 32-bit unique
890  * unsigned value used to identify a module or ABI.  By convention this value
891  * is chosen as the date+time that the module is created, expressed as the
892  * number of seconds since the epoch (e.g., using date -u +'%s').  The type
893  * value is an ABI/module-specific value that identifies a particular
894  * annotation and is private to the module.  For compatibility with systems
895  * like OpenBSD that define packet tags w/o an ABI/module cookie, the value
896  * PACKET_ABI_COMPAT is used to implement m_tag_get and m_tag_find
897  * compatibility shim functions and several tag types are defined below.
898  * Users that do not require compatibility should use a private cookie value
899  * so that packet tag-related definitions can be maintained privately.
900  *
901  * Note that the packet tag returned by m_tag_alloc has the default memory
902  * alignment implemented by malloc.  To reference private data one can use a
903  * construct like:
904  *
905  *      struct m_tag *mtag = m_tag_alloc(...);
906  *      struct foo *p = (struct foo *)(mtag+1);
907  *
908  * if the alignment of struct m_tag is sufficient for referencing members of
909  * struct foo.  Otherwise it is necessary to embed struct m_tag within the
910  * private data structure to insure proper alignment; e.g.,
911  *
912  *      struct foo {
913  *              struct m_tag    tag;
914  *              ...
915  *      };
916  *      struct foo *p = (struct foo *) m_tag_alloc(...);
917  *      struct m_tag *mtag = &p->tag;
918  */
919
920 /*
921  * Persistent tags stay with an mbuf until the mbuf is reclaimed.  Otherwise
922  * tags are expected to ``vanish'' when they pass through a network
923  * interface.  For most interfaces this happens normally as the tags are
924  * reclaimed when the mbuf is free'd.  However in some special cases
925  * reclaiming must be done manually.  An example is packets that pass through
926  * the loopback interface.  Also, one must be careful to do this when
927  * ``turning around'' packets (e.g., icmp_reflect).
928  *
929  * To mark a tag persistent bit-or this flag in when defining the tag id.
930  * The tag will then be treated as described above.
931  */
932 #define MTAG_PERSISTENT                         0x800
933
934 #define PACKET_TAG_NONE                         0  /* Nadda */
935
936 /* Packet tags for use with PACKET_ABI_COMPAT. */
937 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_DONE                1  /* IPsec applied, in */
938 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_DONE               2  /* IPsec applied, out */
939 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_CRYPTO_DONE         3  /* NIC IPsec crypto done */
940 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_CRYPTO_NEEDED      4  /* NIC IPsec crypto req'ed */
941 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_COULD_DO_CRYPTO     5  /* NIC notifies IPsec */
942 #define PACKET_TAG_IPSEC_PENDING_TDB            6  /* Reminder to do IPsec */
943 #define PACKET_TAG_BRIDGE                       7  /* Bridge processing done */
944 #define PACKET_TAG_GIF                          8  /* GIF processing done */
945 #define PACKET_TAG_GRE                          9  /* GRE processing done */
946 #define PACKET_TAG_IN_PACKET_CHECKSUM           10 /* NIC checksumming done */
947 #define PACKET_TAG_ENCAP                        11 /* Encap.  processing */
948 #define PACKET_TAG_IPSEC_SOCKET                 12 /* IPSEC socket ref */
949 #define PACKET_TAG_IPSEC_HISTORY                13 /* IPSEC history */
950 #define PACKET_TAG_IPV6_INPUT                   14 /* IPV6 input processing */
951 #define PACKET_TAG_DUMMYNET                     15 /* dummynet info */
952 #define PACKET_TAG_DIVERT                       17 /* divert info */
953 #define PACKET_TAG_IPFORWARD                    18 /* ipforward info */
954 #define PACKET_TAG_MACLABEL     (19 | MTAG_PERSISTENT) /* MAC label */
955 #define PACKET_TAG_PF                           21 /* PF + ALTQ information */
956 #define PACKET_TAG_RTSOCKFAM                    25 /* rtsock sa family */
957 #define PACKET_TAG_IPOPTIONS                    27 /* Saved IP options */
958 #define PACKET_TAG_CARP                         28 /* CARP info */
959 #define PACKET_TAG_IPSEC_NAT_T_PORTS            29 /* two uint16_t */
960 #define PACKET_TAG_ND_OUTGOING                  30 /* ND outgoing */
961
962 /* Specific cookies and tags. */
963
964 /* Packet tag routines. */
965 struct m_tag    *m_tag_alloc(u_int32_t, int, int, int);
966 void             m_tag_delete(struct mbuf *, struct m_tag *);
967 void             m_tag_delete_chain(struct mbuf *, struct m_tag *);
968 void             m_tag_free_default(struct m_tag *);
969 struct m_tag    *m_tag_locate(struct mbuf *, u_int32_t, int, struct m_tag *);
970 struct m_tag    *m_tag_copy(struct m_tag *, int);
971 int              m_tag_copy_chain(struct mbuf *, struct mbuf *, int);
972 void             m_tag_delete_nonpersistent(struct mbuf *);
973
974 /*
975  * Initialize the list of tags associated with an mbuf.
976  */
977 static __inline void
978 m_tag_init(struct mbuf *m)
979 {
980
981         SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
982 }
983
984 /*
985  * Set up the contents of a tag.  Note that this does not fill in the free
986  * method; the caller is expected to do that.
987  *
988  * XXX probably should be called m_tag_init, but that was already taken.
989  */
990 static __inline void
991 m_tag_setup(struct m_tag *t, u_int32_t cookie, int type, int len)
992 {
993
994         t->m_tag_id = type;
995         t->m_tag_len = len;
996         t->m_tag_cookie = cookie;
997 }
998
999 /*
1000  * Reclaim resources associated with a tag.
1001  */
1002 static __inline void
1003 m_tag_free(struct m_tag *t)
1004 {
1005
1006         (*t->m_tag_free)(t);
1007 }
1008
1009 /*
1010  * Return the first tag associated with an mbuf.
1011  */
1012 static __inline struct m_tag *
1013 m_tag_first(struct mbuf *m)
1014 {
1015
1016         return (SLIST_FIRST(&m->m_pkthdr.tags));
1017 }
1018
1019 /*
1020  * Return the next tag in the list of tags associated with an mbuf.
1021  */
1022 static __inline struct m_tag *
1023 m_tag_next(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1024 {
1025
1026         return (SLIST_NEXT(t, m_tag_link));
1027 }
1028
1029 /*
1030  * Prepend a tag to the list of tags associated with an mbuf.
1031  */
1032 static __inline void
1033 m_tag_prepend(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1034 {
1035
1036         SLIST_INSERT_HEAD(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag_link);
1037 }
1038
1039 /*
1040  * Unlink a tag from the list of tags associated with an mbuf.
1041  */
1042 static __inline void
1043 m_tag_unlink(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1044 {
1045
1046         SLIST_REMOVE(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag, m_tag_link);
1047 }
1048
1049 /* These are for OpenBSD compatibility. */
1050 #define MTAG_ABI_COMPAT         0               /* compatibility ABI */
1051
1052 static __inline struct m_tag *
1053 m_tag_get(int type, int length, int wait)
1054 {
1055         return (m_tag_alloc(MTAG_ABI_COMPAT, type, length, wait));
1056 }
1057
1058 static __inline struct m_tag *
1059 m_tag_find(struct mbuf *m, int type, struct m_tag *start)
1060 {
1061         return (SLIST_EMPTY(&m->m_pkthdr.tags) ? (struct m_tag *)NULL :
1062             m_tag_locate(m, MTAG_ABI_COMPAT, type, start));
1063 }
1064
1065 /* XXX temporary FIB methods probably eventually use tags.*/
1066 #define M_FIBSHIFT    28
1067 #define M_FIBMASK       0x0F
1068
1069 /* get the fib from an mbuf and if it is not set, return the default */
1070 #define M_GETFIB(_m) \
1071     ((((_m)->m_flags & M_FIB) >> M_FIBSHIFT) & M_FIBMASK)
1072
1073 #define M_SETFIB(_m, _fib) do {                                         \
1074         _m->m_flags &= ~M_FIB;                                          \
1075         _m->m_flags |= (((_fib) << M_FIBSHIFT) & M_FIB);  \
1076 } while (0)
1077
1078 #endif /* _KERNEL */
1079
1080 #ifdef MBUF_PROFILING
1081  void m_profile(struct mbuf *m);
1082  #define M_PROFILE(m) m_profile(m)
1083 #else
1084  #define M_PROFILE(m)
1085 #endif
1086
1087
1088 #endif /* !_SYS_MBUF_H_ */