sys/sys/mbuf.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS 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 REGENTS 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  *      @(#)mbuf.h      8.5 (Berkeley) 2/19/95
  33  * $FreeBSD$
  34  */
  35
  36 #ifndef _SYS_MBUF_H_
  37 #define _SYS_MBUF_H_
  38
  39 /* XXX: These includes suck. Sorry! */
  40 #include <sys/queue.h>
  41 #ifdef _KERNEL
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <vm/uma.h>
  44 #ifdef WITNESS
  45 #include <sys/lock.h>
  46 #endif
  47 #endif
  48
  49 #ifdef _KERNEL
  50 #include <sys/sdt.h>
  51
  52 #define MBUF_PROBE1(probe, arg0)                                        \
  53         SDT_PROBE1(sdt, , , probe, arg0)
  54 #define MBUF_PROBE2(probe, arg0, arg1)                                  \
  55         SDT_PROBE2(sdt, , , probe, arg0, arg1)
  56 #define MBUF_PROBE3(probe, arg0, arg1, arg2)                            \
  57         SDT_PROBE3(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2)
  58 #define MBUF_PROBE4(probe, arg0, arg1, arg2, arg3)                      \
  59         SDT_PROBE4(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2, arg3)
  60 #define MBUF_PROBE5(probe, arg0, arg1, arg2, arg3, arg4)                \
  61         SDT_PROBE5(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2, arg3, arg4)
  62
  63 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__init);
  64 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__gethdr);
  65 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__get);
  66 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__getcl);
  67 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__clget);
  68 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__cljget);
  69 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__cljset);
  70 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__free);
  71 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__freem);
  72
  73 #endif /* _KERNEL */
  74
  75 /*
  76  * Mbufs are of a single size, MSIZE (sys/param.h), which includes overhead.
  77  * An mbuf may add a single "mbuf cluster" of size MCLBYTES (also in
  78  * sys/param.h), which has no additional overhead and is used instead of the
  79  * internal data area; this is done when at least MINCLSIZE of data must be
  80  * stored.  Additionally, it is possible to allocate a separate buffer
  81  * externally and attach it to the mbuf in a way similar to that of mbuf
  82  * clusters.
  83  *
  84  * NB: These calculation do not take actual compiler-induced alignment and
  85  * padding inside the complete struct mbuf into account.  Appropriate
  86  * attention is required when changing members of struct mbuf.
  87  *
  88  * MLEN is data length in a normal mbuf.
  89  * MHLEN is data length in an mbuf with pktheader.
  90  * MINCLSIZE is a smallest amount of data that should be put into cluster.
  91  *
  92  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
  93  * they are sensible.
  94  */
  95 struct mbuf;
  96 #define MHSIZE          offsetof(struct mbuf, m_dat)
  97 #define MPKTHSIZE       offsetof(struct mbuf, m_pktdat)
  98 #define MLEN            ((int)(MSIZE - MHSIZE))
  99 #define MHLEN           ((int)(MSIZE - MPKTHSIZE))
 100 #define MINCLSIZE       (MHLEN + 1)
 101
 102 #ifdef _KERNEL
 103 /*-
 104  * Macro for type conversion: convert mbuf pointer to data pointer of correct
 105  * type:
 106  *
 107  * mtod(m, t)   -- Convert mbuf pointer to data pointer of correct type.
 108  * mtodo(m, o) -- Same as above but with offset 'o' into data.
 109  */
 110 #define mtod(m, t)      ((t)((m)->m_data))
 111 #define mtodo(m, o)     ((void *)(((m)->m_data) + (o)))
 112
 113 /*
 114  * Argument structure passed to UMA routines during mbuf and packet
 115  * allocations.
 116  */
 117 struct mb_args {
 118         int     flags;  /* Flags for mbuf being allocated */
 119         short   type;   /* Type of mbuf being allocated */
 120 };
 121 #endif /* _KERNEL */
 122
 123 /*
 124  * Packet tag structure (see below for details).
 125  */
 126 struct m_tag {
 127         SLIST_ENTRY(m_tag)      m_tag_link;     /* List of packet tags */
 128         u_int16_t               m_tag_id;       /* Tag ID */
 129         u_int16_t               m_tag_len;      /* Length of data */
 130         u_int32_t               m_tag_cookie;   /* ABI/Module ID */
 131         void                    (*m_tag_free)(struct m_tag *);
 132 };
 133
 134 /*
 135  * Static network interface owned tag.
 136  * Allocated through ifp->if_snd_tag_alloc().
 137  */
 138 struct m_snd_tag {
 139         struct ifnet *ifp;              /* network interface tag belongs to */
 140 };
 141
 142 /*
 143  * Record/packet header in first mbuf of chain; valid only if M_PKTHDR is set.
 144  * Size ILP32: 48
 145  *       LP64: 56
 146  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
 147  * they are correct.
 148  */
 149 struct pkthdr {
 150         union {
 151                 struct m_snd_tag *snd_tag;      /* send tag, if any */
 152                 struct ifnet    *rcvif;         /* rcv interface */
 153         };
 154         SLIST_HEAD(packet_tags, m_tag) tags; /* list of packet tags */
 155         int32_t          len;           /* total packet length */
 156
 157         /* Layer crossing persistent information. */
 158         uint32_t         flowid;        /* packet's 4-tuple system */
 159         uint32_t         csum_flags;    /* checksum and offload features */
 160         uint16_t         fibnum;        /* this packet should use this fib */
 161         uint8_t          cosqos;        /* class/quality of service */
 162         uint8_t          rsstype;       /* hash type */
 163         union {
 164                 uint64_t        rcv_tstmp;      /* timestamp in ns */
 165                 struct {
 166                         uint8_t          l2hlen;        /* layer 2 hdr len */
 167                         uint8_t          l3hlen;        /* layer 3 hdr len */
 168                         uint8_t          l4hlen;        /* layer 4 hdr len */
 169                         uint8_t          l5hlen;        /* layer 5 hdr len */
 170                         uint32_t         spare;
 171                 };
 172         };
 173         union {
 174                 uint8_t  eight[8];
 175                 uint16_t sixteen[4];
 176                 uint32_t thirtytwo[2];
 177                 uint64_t sixtyfour[1];
 178                 uintptr_t unintptr[1];
 179                 void    *ptr;
 180         } PH_per;
 181
 182         /* Layer specific non-persistent local storage for reassembly, etc. */
 183         union {
 184                 uint8_t  eight[8];
 185                 uint16_t sixteen[4];
 186                 uint32_t thirtytwo[2];
 187                 uint64_t sixtyfour[1];
 188                 uintptr_t unintptr[1];
 189                 void    *ptr;
 190         } PH_loc;
 191 };
 192 #define ether_vtag      PH_per.sixteen[0]
 193 #define PH_vt           PH_per
 194 #define vt_nrecs        sixteen[0]
 195 #define tso_segsz       PH_per.sixteen[1]
 196 #define lro_nsegs       tso_segsz
 197 #define csum_phsum      PH_per.sixteen[2]
 198 #define csum_data       PH_per.thirtytwo[1]
 199
 200 /*
 201  * Description of external storage mapped into mbuf; valid only if M_EXT is
 202  * set.
 203  * Size ILP32: 28
 204  *       LP64: 48
 205  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
 206  * they are correct.
 207  */
 208 typedef void m_ext_free_t(struct mbuf *);
 209 struct m_ext {
 210         union {
 211                 /*
 212                  * If EXT_FLAG_EMBREF is set, then we use refcount in the
 213                  * mbuf, the 'ext_count' member.  Otherwise, we have a
 214                  * shadow copy and we use pointer 'ext_cnt'.  The original
 215                  * mbuf is responsible to carry the pointer to free routine
 216                  * and its arguments.  They aren't copied into shadows in
 217                  * mb_dupcl() to avoid dereferencing next cachelines.
 218                  */
 219                 volatile u_int   ext_count;
 220                 volatile u_int  *ext_cnt;
 221         };
 222         char            *ext_buf;       /* start of buffer */
 223         uint32_t         ext_size;      /* size of buffer, for ext_free */
 224         uint32_t         ext_type:8,    /* type of external storage */
 225                          ext_flags:24;  /* external storage mbuf flags */
 226         /*
 227          * Fields below store the free context for the external storage.
 228          * They are valid only in the refcount carrying mbuf, the one with
 229          * EXT_FLAG_EMBREF flag, with exclusion for EXT_EXTREF type, where
 230          * the free context is copied into all mbufs that use same external
 231          * storage.
 232          */
 233 #define m_ext_copylen   offsetof(struct m_ext, ext_free)
 234         m_ext_free_t    *ext_free;      /* free routine if not the usual */
 235         void            *ext_arg1;      /* optional argument pointer */
 236         void            *ext_arg2;      /* optional argument pointer */
 237 };
 238
 239 /*
 240  * The core of the mbuf object along with some shortcut defines for practical
 241  * purposes.
 242  */
 243 struct mbuf {
 244         /*
 245          * Header present at the beginning of every mbuf.
 246          * Size ILP32: 24
 247          *      LP64: 32
 248          * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure
 249          * that they are correct.
 250          */
 251         union { /* next buffer in chain */
 252                 struct mbuf             *m_next;
 253                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slist;
 254                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailq;
 255         };
 256         union { /* next chain in queue/record */
 257                 struct mbuf             *m_nextpkt;
 258                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slistpkt;
 259                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailqpkt;
 260         };
 261         caddr_t          m_data;        /* location of data */
 262         int32_t          m_len;         /* amount of data in this mbuf */
 263         uint32_t         m_type:8,      /* type of data in this mbuf */
 264                          m_flags:24;    /* flags; see below */
 265 #if !defined(__LP64__)
 266         uint32_t         m_pad;         /* pad for 64bit alignment */
 267 #endif
 268
 269         /*
 270          * A set of optional headers (packet header, external storage header)
 271          * and internal data storage.  Historically, these arrays were sized
 272          * to MHLEN (space left after a packet header) and MLEN (space left
 273          * after only a regular mbuf header); they are now variable size in
 274          * order to support future work on variable-size mbufs.
 275          */
 276         union {
 277                 struct {
 278                         struct pkthdr   m_pkthdr;       /* M_PKTHDR set */
 279                         union {
 280                                 struct m_ext    m_ext;  /* M_EXT set */
 281                                 char            m_pktdat[0];
 282                         };
 283                 };
 284                 char    m_dat[0];                       /* !M_PKTHDR, !M_EXT */
 285         };
 286 };
 287
 288 /*
 289  * mbuf flags of global significance and layer crossing.
 290  * Those of only protocol/layer specific significance are to be mapped
 291  * to M_PROTO[1-12] and cleared at layer handoff boundaries.
 292  * NB: Limited to the lower 24 bits.
 293  */
 294 #define M_EXT           0x00000001 /* has associated external storage */
 295 #define M_PKTHDR        0x00000002 /* start of record */
 296 #define M_EOR           0x00000004 /* end of record */
 297 #define M_RDONLY        0x00000008 /* associated data is marked read-only */
 298 #define M_BCAST         0x00000010 /* send/received as link-level broadcast */
 299 #define M_MCAST         0x00000020 /* send/received as link-level multicast */
 300 #define M_PROMISC       0x00000040 /* packet was not for us */
 301 #define M_VLANTAG       0x00000080 /* ether_vtag is valid */
 302 #define M_UNUSED_8      0x00000100 /* --available-- */
 303 #define M_NOFREE        0x00000200 /* do not free mbuf, embedded in cluster */
 304 #define M_TSTMP         0x00000400 /* rcv_tstmp field is valid */
 305 #define M_TSTMP_HPREC   0x00000800 /* rcv_tstmp is high-prec, typically
 306                                       hw-stamped on port (useful for IEEE 1588
 307                                       and 802.1AS) */
 308
 309 #define M_PROTO1        0x00001000 /* protocol-specific */
 310 #define M_PROTO2        0x00002000 /* protocol-specific */
 311 #define M_PROTO3        0x00004000 /* protocol-specific */
 312 #define M_PROTO4        0x00008000 /* protocol-specific */
 313 #define M_PROTO5        0x00010000 /* protocol-specific */
 314 #define M_PROTO6        0x00020000 /* protocol-specific */
 315 #define M_PROTO7        0x00040000 /* protocol-specific */
 316 #define M_PROTO8        0x00080000 /* protocol-specific */
 317 #define M_PROTO9        0x00100000 /* protocol-specific */
 318 #define M_PROTO10       0x00200000 /* protocol-specific */
 319 #define M_PROTO11       0x00400000 /* protocol-specific */
 320 #define M_PROTO12       0x00800000 /* protocol-specific */
 321
 322 #define MB_DTOR_SKIP    0x1     /* don't pollute the cache by touching a freed mbuf */
 323
 324 /*
 325  * Flags to purge when crossing layers.
 326  */
 327 #define M_PROTOFLAGS \
 328     (M_PROTO1|M_PROTO2|M_PROTO3|M_PROTO4|M_PROTO5|M_PROTO6|M_PROTO7|M_PROTO8|\
 329      M_PROTO9|M_PROTO10|M_PROTO11|M_PROTO12)
 330
 331 /*
 332  * Flags preserved when copying m_pkthdr.
 333  */
 334 #define M_COPYFLAGS \
 335     (M_PKTHDR|M_EOR|M_RDONLY|M_BCAST|M_MCAST|M_PROMISC|M_VLANTAG|M_TSTMP| \
 336      M_TSTMP_HPREC|M_PROTOFLAGS)
 337
 338 /*
 339  * Mbuf flag description for use with printf(9) %b identifier.
 340  */
 341 #define M_FLAG_BITS \
 342     "\20\1M_EXT\2M_PKTHDR\3M_EOR\4M_RDONLY\5M_BCAST\6M_MCAST" \
 343     "\7M_PROMISC\10M_VLANTAG\13M_TSTMP\14M_TSTMP_HPREC"
 344 #define M_FLAG_PROTOBITS \
 345     "\15M_PROTO1\16M_PROTO2\17M_PROTO3\20M_PROTO4\21M_PROTO5" \
 346     "\22M_PROTO6\23M_PROTO7\24M_PROTO8\25M_PROTO9\26M_PROTO10" \
 347     "\27M_PROTO11\30M_PROTO12"
 348 #define M_FLAG_PRINTF (M_FLAG_BITS M_FLAG_PROTOBITS)
 349
 350 /*
 351  * Network interface cards are able to hash protocol fields (such as IPv4
 352  * addresses and TCP port numbers) classify packets into flows.  These flows
 353  * can then be used to maintain ordering while delivering packets to the OS
 354  * via parallel input queues, as well as to provide a stateless affinity
 355  * model.  NIC drivers can pass up the hash via m->m_pkthdr.flowid, and set
 356  * m_flag fields to indicate how the hash should be interpreted by the
 357  * network stack.
 358  *
 359  * Most NICs support RSS, which provides ordering and explicit affinity, and
 360  * use the hash m_flag bits to indicate what header fields were covered by
 361  * the hash.  M_HASHTYPE_OPAQUE and M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH can be set by non-
 362  * RSS cards or configurations that provide an opaque flow identifier, allowing
 363  * for ordering and distribution without explicit affinity.  Additionally,
 364  * M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH indicates that the flow identifier has hash
 365  * properties.
 366  *
 367  * The meaning of the IPV6_EX suffix:
 368  * "o  Home address from the home address option in the IPv6 destination
 369  *     options header.  If the extension header is not present, use the Source
 370  *     IPv6 Address.
 371  *  o  IPv6 address that is contained in the Routing-Header-Type-2 from the
 372  *     associated extension header.  If the extension header is not present,
 373  *     use the Destination IPv6 Address."
 374  * Quoted from:
 375  * https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/network/rss-hashing-types#ndishashipv6ex
 376  */
 377 #define M_HASHTYPE_HASHPROP             0x80    /* has hash properties */
 378 #define M_HASHTYPE_HASH(t)              (M_HASHTYPE_HASHPROP | (t))
 379 /* Microsoft RSS standard hash types */
 380 #define M_HASHTYPE_NONE                 0
 381 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV4             M_HASHTYPE_HASH(1) /* IPv4 2-tuple */
 382 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(2) /* TCPv4 4-tuple */
 383 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6             M_HASHTYPE_HASH(3) /* IPv6 2-tuple */
 384 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(4) /* TCPv6 4-tuple */
 385 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6_EX          M_HASHTYPE_HASH(5) /* IPv6 2-tuple +
 386                                                             * ext hdrs */
 387 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(6) /* TCPv6 4-tuple +
 388                                                             * ext hdrs */
 389 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(7) /* IPv4 UDP 4-tuple*/
 390 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(9) /* IPv6 UDP 4-tuple*/
 391 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(10)/* IPv6 UDP 4-tuple +
 392                                                             * ext hdrs */
 393
 394 #define M_HASHTYPE_OPAQUE               63      /* ordering, not affinity */
 395 #define M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH          M_HASHTYPE_HASH(M_HASHTYPE_OPAQUE)
 396                                                 /* ordering+hash, not affinity*/
 397
 398 #define M_HASHTYPE_CLEAR(m)     ((m)->m_pkthdr.rsstype = 0)
 399 #define M_HASHTYPE_GET(m)       ((m)->m_pkthdr.rsstype)
 400 #define M_HASHTYPE_SET(m, v)    ((m)->m_pkthdr.rsstype = (v))
 401 #define M_HASHTYPE_TEST(m, v)   (M_HASHTYPE_GET(m) == (v))
 402 #define M_HASHTYPE_ISHASH(m)    (M_HASHTYPE_GET(m) & M_HASHTYPE_HASHPROP)
 403
 404 /*
 405  * COS/QOS class and quality of service tags.
 406  * It uses DSCP code points as base.
 407  */
 408 #define QOS_DSCP_CS0            0x00
 409 #define QOS_DSCP_DEF            QOS_DSCP_CS0
 410 #define QOS_DSCP_CS1            0x20
 411 #define QOS_DSCP_AF11           0x28
 412 #define QOS_DSCP_AF12           0x30
 413 #define QOS_DSCP_AF13           0x38
 414 #define QOS_DSCP_CS2            0x40
 415 #define QOS_DSCP_AF21           0x48
 416 #define QOS_DSCP_AF22           0x50
 417 #define QOS_DSCP_AF23           0x58
 418 #define QOS_DSCP_CS3            0x60
 419 #define QOS_DSCP_AF31           0x68
 420 #define QOS_DSCP_AF32           0x70
 421 #define QOS_DSCP_AF33           0x78
 422 #define QOS_DSCP_CS4            0x80
 423 #define QOS_DSCP_AF41           0x88
 424 #define QOS_DSCP_AF42           0x90
 425 #define QOS_DSCP_AF43           0x98
 426 #define QOS_DSCP_CS5            0xa0
 427 #define QOS_DSCP_EF             0xb8
 428 #define QOS_DSCP_CS6            0xc0
 429 #define QOS_DSCP_CS7            0xe0
 430
 431 /*
 432  * External mbuf storage buffer types.
 433  */
 434 #define EXT_CLUSTER     1       /* mbuf cluster */
 435 #define EXT_SFBUF       2       /* sendfile(2)'s sf_buf */
 436 #define EXT_JUMBOP      3       /* jumbo cluster page sized */
 437 #define EXT_JUMBO9      4       /* jumbo cluster 9216 bytes */
 438 #define EXT_JUMBO16     5       /* jumbo cluster 16184 bytes */
 439 #define EXT_PACKET      6       /* mbuf+cluster from packet zone */
 440 #define EXT_MBUF        7       /* external mbuf reference */
 441
 442 #define EXT_VENDOR1     224     /* for vendor-internal use */
 443 #define EXT_VENDOR2     225     /* for vendor-internal use */
 444 #define EXT_VENDOR3     226     /* for vendor-internal use */
 445 #define EXT_VENDOR4     227     /* for vendor-internal use */
 446
 447 #define EXT_EXP1        244     /* for experimental use */
 448 #define EXT_EXP2        245     /* for experimental use */
 449 #define EXT_EXP3        246     /* for experimental use */
 450 #define EXT_EXP4        247     /* for experimental use */
 451
 452 #define EXT_NET_DRV     252     /* custom ext_buf provided by net driver(s) */
 453 #define EXT_MOD_TYPE    253     /* custom module's ext_buf type */
 454 #define EXT_DISPOSABLE  254     /* can throw this buffer away w/page flipping */
 455 #define EXT_EXTREF      255     /* has externally maintained ext_cnt ptr */
 456
 457 /*
 458  * Flags for external mbuf buffer types.
 459  * NB: limited to the lower 24 bits.
 460  */
 461 #define EXT_FLAG_EMBREF         0x000001        /* embedded ext_count */
 462 #define EXT_FLAG_EXTREF         0x000002        /* external ext_cnt, notyet */
 463
 464 #define EXT_FLAG_NOFREE         0x000010        /* don't free mbuf to pool, notyet */
 465
 466 #define EXT_FLAG_VENDOR1        0x010000        /* These flags are vendor */
 467 #define EXT_FLAG_VENDOR2        0x020000        /* or submodule specific, */
 468 #define EXT_FLAG_VENDOR3        0x040000        /* not used by mbuf code. */
 469 #define EXT_FLAG_VENDOR4        0x080000        /* Set/read by submodule. */
 470
 471 #define EXT_FLAG_EXP1           0x100000        /* for experimental use */
 472 #define EXT_FLAG_EXP2           0x200000        /* for experimental use */
 473 #define EXT_FLAG_EXP3           0x400000        /* for experimental use */
 474 #define EXT_FLAG_EXP4           0x800000        /* for experimental use */
 475
 476 /*
 477  * EXT flag description for use with printf(9) %b identifier.
 478  */
 479 #define EXT_FLAG_BITS \
 480     "\20\1EXT_FLAG_EMBREF\2EXT_FLAG_EXTREF\5EXT_FLAG_NOFREE" \
 481     "\21EXT_FLAG_VENDOR1\22EXT_FLAG_VENDOR2\23EXT_FLAG_VENDOR3" \
 482     "\24EXT_FLAG_VENDOR4\25EXT_FLAG_EXP1\26EXT_FLAG_EXP2\27EXT_FLAG_EXP3" \
 483     "\30EXT_FLAG_EXP4"
 484
 485 /*
 486  * Flags indicating checksum, segmentation and other offload work to be
 487  * done, or already done, by hardware or lower layers.  It is split into
 488  * separate inbound and outbound flags.
 489  *
 490  * Outbound flags that are set by upper protocol layers requesting lower
 491  * layers, or ideally the hardware, to perform these offloading tasks.
 492  * For outbound packets this field and its flags can be directly tested
 493  * against ifnet if_hwassist.
 494  */
 495 #define CSUM_IP                 0x00000001      /* IP header checksum offload */
 496 #define CSUM_IP_UDP             0x00000002      /* UDP checksum offload */
 497 #define CSUM_IP_TCP             0x00000004      /* TCP checksum offload */
 498 #define CSUM_IP_SCTP            0x00000008      /* SCTP checksum offload */
 499 #define CSUM_IP_TSO             0x00000010      /* TCP segmentation offload */
 500 #define CSUM_IP_ISCSI           0x00000020      /* iSCSI checksum offload */
 501
 502 #define CSUM_IP6_UDP            0x00000200      /* UDP checksum offload */
 503 #define CSUM_IP6_TCP            0x00000400      /* TCP checksum offload */
 504 #define CSUM_IP6_SCTP           0x00000800      /* SCTP checksum offload */
 505 #define CSUM_IP6_TSO            0x00001000      /* TCP segmentation offload */
 506 #define CSUM_IP6_ISCSI          0x00002000      /* iSCSI checksum offload */
 507
 508 /* Inbound checksum support where the checksum was verified by hardware. */
 509 #define CSUM_L3_CALC            0x01000000      /* calculated layer 3 csum */
 510 #define CSUM_L3_VALID           0x02000000      /* checksum is correct */
 511 #define CSUM_L4_CALC            0x04000000      /* calculated layer 4 csum */
 512 #define CSUM_L4_VALID           0x08000000      /* checksum is correct */
 513 #define CSUM_L5_CALC            0x10000000      /* calculated layer 5 csum */
 514 #define CSUM_L5_VALID           0x20000000      /* checksum is correct */
 515 #define CSUM_COALESCED          0x40000000      /* contains merged segments */
 516
 517 /*
 518  * CSUM flag description for use with printf(9) %b identifier.
 519  */
 520 #define CSUM_BITS \
 521     "\20\1CSUM_IP\2CSUM_IP_UDP\3CSUM_IP_TCP\4CSUM_IP_SCTP\5CSUM_IP_TSO" \
 522     "\6CSUM_IP_ISCSI" \
 523     "\12CSUM_IP6_UDP\13CSUM_IP6_TCP\14CSUM_IP6_SCTP\15CSUM_IP6_TSO" \
 524     "\16CSUM_IP6_ISCSI" \
 525     "\31CSUM_L3_CALC\32CSUM_L3_VALID\33CSUM_L4_CALC\34CSUM_L4_VALID" \
 526     "\35CSUM_L5_CALC\36CSUM_L5_VALID\37CSUM_COALESCED"
 527
 528 /* CSUM flags compatibility mappings. */
 529 #define CSUM_IP_CHECKED         CSUM_L3_CALC
 530 #define CSUM_IP_VALID           CSUM_L3_VALID
 531 #define CSUM_DATA_VALID         CSUM_L4_VALID
 532 #define CSUM_PSEUDO_HDR         CSUM_L4_CALC
 533 #define CSUM_SCTP_VALID         CSUM_L4_VALID
 534 #define CSUM_DELAY_DATA         (CSUM_TCP|CSUM_UDP)
 535 #define CSUM_DELAY_IP           CSUM_IP         /* Only v4, no v6 IP hdr csum */
 536 #define CSUM_DELAY_DATA_IPV6    (CSUM_TCP_IPV6|CSUM_UDP_IPV6)
 537 #define CSUM_DATA_VALID_IPV6    CSUM_DATA_VALID
 538 #define CSUM_TCP                CSUM_IP_TCP
 539 #define CSUM_UDP                CSUM_IP_UDP
 540 #define CSUM_SCTP               CSUM_IP_SCTP
 541 #define CSUM_TSO                (CSUM_IP_TSO|CSUM_IP6_TSO)
 542 #define CSUM_UDP_IPV6           CSUM_IP6_UDP
 543 #define CSUM_TCP_IPV6           CSUM_IP6_TCP
 544 #define CSUM_SCTP_IPV6          CSUM_IP6_SCTP
 545
 546 /*
 547  * mbuf types describing the content of the mbuf (including external storage).
 548  */
 549 #define MT_NOTMBUF      0       /* USED INTERNALLY ONLY! Object is not mbuf */
 550 #define MT_DATA         1       /* dynamic (data) allocation */
 551 #define MT_HEADER       MT_DATA /* packet header, use M_PKTHDR instead */
 552
 553 #define MT_VENDOR1      4       /* for vendor-internal use */
 554 #define MT_VENDOR2      5       /* for vendor-internal use */
 555 #define MT_VENDOR3      6       /* for vendor-internal use */
 556 #define MT_VENDOR4      7       /* for vendor-internal use */
 557
 558 #define MT_SONAME       8       /* socket name */
 559
 560 #define MT_EXP1         9       /* for experimental use */
 561 #define MT_EXP2         10      /* for experimental use */
 562 #define MT_EXP3         11      /* for experimental use */
 563 #define MT_EXP4         12      /* for experimental use */
 564
 565 #define MT_CONTROL      14      /* extra-data protocol message */
 566 #define MT_OOBDATA      15      /* expedited data  */
 567 #define MT_NTYPES       16      /* number of mbuf types for mbtypes[] */
 568
 569 #define MT_NOINIT       255     /* Not a type but a flag to allocate
 570                                    a non-initialized mbuf */
 571
 572 /*
 573  * String names of mbuf-related UMA(9) and malloc(9) types.  Exposed to
 574  * !_KERNEL so that monitoring tools can look up the zones with
 575  * libmemstat(3).
 576  */
 577 #define MBUF_MEM_NAME           "mbuf"
 578 #define MBUF_CLUSTER_MEM_NAME   "mbuf_cluster"
 579 #define MBUF_PACKET_MEM_NAME    "mbuf_packet"
 580 #define MBUF_JUMBOP_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_page"
 581 #define MBUF_JUMBO9_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_9k"
 582 #define MBUF_JUMBO16_MEM_NAME   "mbuf_jumbo_16k"
 583 #define MBUF_TAG_MEM_NAME       "mbuf_tag"
 584 #define MBUF_EXTREFCNT_MEM_NAME "mbuf_ext_refcnt"
 585
 586 #ifdef _KERNEL
 587
 588 #ifdef WITNESS
 589 #define MBUF_CHECKSLEEP(how) do {                                       \
 590         if (how == M_WAITOK)                                            \
 591                 WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, NULL,         \
 592                     "Sleeping in \"%s\"", __func__);                    \
 593 } while (0)
 594 #else
 595 #define MBUF_CHECKSLEEP(how)
 596 #endif
 597
 598 /*
 599  * Network buffer allocation API
 600  *
 601  * The rest of it is defined in kern/kern_mbuf.c
 602  */
 603 extern uma_zone_t       zone_mbuf;
 604 extern uma_zone_t       zone_clust;
 605 extern uma_zone_t       zone_pack;
 606 extern uma_zone_t       zone_jumbop;
 607 extern uma_zone_t       zone_jumbo9;
 608 extern uma_zone_t       zone_jumbo16;
 609
 610 void             mb_dupcl(struct mbuf *, struct mbuf *);
 611 void             mb_free_ext(struct mbuf *);
 612 void             m_adj(struct mbuf *, int);
 613 int              m_apply(struct mbuf *, int, int,
 614                     int (*)(void *, void *, u_int), void *);
 615 int              m_append(struct mbuf *, int, c_caddr_t);
 616 void             m_cat(struct mbuf *, struct mbuf *);
 617 void             m_catpkt(struct mbuf *, struct mbuf *);
 618 int              m_clget(struct mbuf *m, int how);
 619 void            *m_cljget(struct mbuf *m, int how, int size);
 620 struct mbuf     *m_collapse(struct mbuf *, int, int);
 621 void             m_copyback(struct mbuf *, int, int, c_caddr_t);
 622 void             m_copydata(const struct mbuf *, int, int, caddr_t);
 623 struct mbuf     *m_copym(struct mbuf *, int, int, int);
 624 struct mbuf     *m_copypacket(struct mbuf *, int);
 625 void             m_copy_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
 626 struct mbuf     *m_copyup(struct mbuf *, int, int);
 627 struct mbuf     *m_defrag(struct mbuf *, int);
 628 void             m_demote_pkthdr(struct mbuf *);
 629 void             m_demote(struct mbuf *, int, int);
 630 struct mbuf     *m_devget(char *, int, int, struct ifnet *,
 631                     void (*)(char *, caddr_t, u_int));
 632 struct mbuf     *m_dup(const struct mbuf *, int);
 633 int              m_dup_pkthdr(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
 634 void             m_extadd(struct mbuf *, char *, u_int, m_ext_free_t,
 635                     void *, void *, int, int);
 636 u_int            m_fixhdr(struct mbuf *);
 637 struct mbuf     *m_fragment(struct mbuf *, int, int);
 638 void             m_freem(struct mbuf *);
 639 struct mbuf     *m_get2(int, int, short, int);
 640 struct mbuf     *m_getjcl(int, short, int, int);
 641 struct mbuf     *m_getm2(struct mbuf *, int, int, short, int);
 642 struct mbuf     *m_getptr(struct mbuf *, int, int *);
 643 u_int            m_length(struct mbuf *, struct mbuf **);
 644 int              m_mbuftouio(struct uio *, const struct mbuf *, int);
 645 void             m_move_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
 646 int              m_pkthdr_init(struct mbuf *, int);
 647 struct mbuf     *m_prepend(struct mbuf *, int, int);
 648 void             m_print(const struct mbuf *, int);
 649 struct mbuf     *m_pulldown(struct mbuf *, int, int, int *);
 650 struct mbuf     *m_pullup(struct mbuf *, int);
 651 int              m_sanity(struct mbuf *, int);
 652 struct mbuf     *m_split(struct mbuf *, int, int);
 653 struct mbuf     *m_uiotombuf(struct uio *, int, int, int, int);
 654 struct mbuf     *m_unshare(struct mbuf *, int);
 655
 656 static __inline int
 657 m_gettype(int size)
 658 {
 659         int type;
 660
 661         switch (size) {
 662         case MSIZE:
 663                 type = EXT_MBUF;
 664                 break;
 665         case MCLBYTES:
 666                 type = EXT_CLUSTER;
 667                 break;
 668 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
 669         case MJUMPAGESIZE:
 670                 type = EXT_JUMBOP;
 671                 break;
 672 #endif
 673         case MJUM9BYTES:
 674                 type = EXT_JUMBO9;
 675                 break;
 676         case MJUM16BYTES:
 677                 type = EXT_JUMBO16;
 678                 break;
 679         default:
 680                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
 681         }
 682
 683         return (type);
 684 }
 685
 686 /*
 687  * Associated an external reference counted buffer with an mbuf.
 688  */
 689 static __inline void
 690 m_extaddref(struct mbuf *m, char *buf, u_int size, u_int *ref_cnt,
 691     m_ext_free_t freef, void *arg1, void *arg2)
 692 {
 693
 694         KASSERT(ref_cnt != NULL, ("%s: ref_cnt not provided", __func__));
 695
 696         atomic_add_int(ref_cnt, 1);
 697         m->m_flags |= M_EXT;
 698         m->m_ext.ext_buf = buf;
 699         m->m_ext.ext_cnt = ref_cnt;
 700         m->m_data = m->m_ext.ext_buf;
 701         m->m_ext.ext_size = size;
 702         m->m_ext.ext_free = freef;
 703         m->m_ext.ext_arg1 = arg1;
 704         m->m_ext.ext_arg2 = arg2;
 705         m->m_ext.ext_type = EXT_EXTREF;
 706         m->m_ext.ext_flags = 0;
 707 }
 708
 709 static __inline uma_zone_t
 710 m_getzone(int size)
 711 {
 712         uma_zone_t zone;
 713
 714         switch (size) {
 715         case MCLBYTES:
 716                 zone = zone_clust;
 717                 break;
 718 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
 719         case MJUMPAGESIZE:
 720                 zone = zone_jumbop;
 721                 break;
 722 #endif
 723         case MJUM9BYTES:
 724                 zone = zone_jumbo9;
 725                 break;
 726         case MJUM16BYTES:
 727                 zone = zone_jumbo16;
 728                 break;
 729         default:
 730                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
 731         }
 732
 733         return (zone);
 734 }
 735
 736 /*
 737  * Initialize an mbuf with linear storage.
 738  *
 739  * Inline because the consumer text overhead will be roughly the same to
 740  * initialize or call a function with this many parameters and M_PKTHDR
 741  * should go away with constant propagation for !MGETHDR.
 742  */
 743 static __inline int
 744 m_init(struct mbuf *m, int how, short type, int flags)
 745 {
 746         int error;
 747
 748         m->m_next = NULL;
 749         m->m_nextpkt = NULL;
 750         m->m_data = m->m_dat;
 751         m->m_len = 0;
 752         m->m_flags = flags;
 753         m->m_type = type;
 754         if (flags & M_PKTHDR)
 755                 error = m_pkthdr_init(m, how);
 756         else
 757                 error = 0;
 758
 759         MBUF_PROBE5(m__init, m, how, type, flags, error);
 760         return (error);
 761 }
 762
 763 static __inline struct mbuf *
 764 m_get(int how, short type)
 765 {
 766         struct mbuf *m;
 767         struct mb_args args;
 768
 769         args.flags = 0;
 770         args.type = type;
 771         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
 772         MBUF_PROBE3(m__get, how, type, m);
 773         return (m);
 774 }
 775
 776 static __inline struct mbuf *
 777 m_gethdr(int how, short type)
 778 {
 779         struct mbuf *m;
 780         struct mb_args args;
 781
 782         args.flags = M_PKTHDR;
 783         args.type = type;
 784         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
 785         MBUF_PROBE3(m__gethdr, how, type, m);
 786         return (m);
 787 }
 788
 789 static __inline struct mbuf *
 790 m_getcl(int how, short type, int flags)
 791 {
 792         struct mbuf *m;
 793         struct mb_args args;
 794
 795         args.flags = flags;
 796         args.type = type;
 797         m = uma_zalloc_arg(zone_pack, &args, how);
 798         MBUF_PROBE4(m__getcl, how, type, flags, m);
 799         return (m);
 800 }
 801
 802 /*
 803  * XXX: m_cljset() is a dangerous API.  One must attach only a new,
 804  * unreferenced cluster to an mbuf(9).  It is not possible to assert
 805  * that, so care can be taken only by users of the API.
 806  */
 807 static __inline void
 808 m_cljset(struct mbuf *m, void *cl, int type)
 809 {
 810         int size;
 811
 812         switch (type) {
 813         case EXT_CLUSTER:
 814                 size = MCLBYTES;
 815                 break;
 816 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
 817         case EXT_JUMBOP:
 818                 size = MJUMPAGESIZE;
 819                 break;
 820 #endif
 821         case EXT_JUMBO9:
 822                 size = MJUM9BYTES;
 823                 break;
 824         case EXT_JUMBO16:
 825                 size = MJUM16BYTES;
 826                 break;
 827         default:
 828                 panic("%s: unknown cluster type %d", __func__, type);
 829                 break;
 830         }
 831
 832         m->m_data = m->m_ext.ext_buf = cl;
 833         m->m_ext.ext_free = m->m_ext.ext_arg1 = m->m_ext.ext_arg2 = NULL;
 834         m->m_ext.ext_size = size;
 835         m->m_ext.ext_type = type;
 836         m->m_ext.ext_flags = EXT_FLAG_EMBREF;
 837         m->m_ext.ext_count = 1;
 838         m->m_flags |= M_EXT;
 839         MBUF_PROBE3(m__cljset, m, cl, type);
 840 }
 841
 842 static __inline void
 843 m_chtype(struct mbuf *m, short new_type)
 844 {
 845
 846         m->m_type = new_type;
 847 }
 848
 849 static __inline void
 850 m_clrprotoflags(struct mbuf *m)
 851 {
 852
 853         while (m) {
 854                 m->m_flags &= ~M_PROTOFLAGS;
 855                 m = m->m_next;
 856         }
 857 }
 858
 859 static __inline struct mbuf *
 860 m_last(struct mbuf *m)
 861 {
 862
 863         while (m->m_next)
 864                 m = m->m_next;
 865         return (m);
 866 }
 867
 868 static inline u_int
 869 m_extrefcnt(struct mbuf *m)
 870 {
 871
 872         KASSERT(m->m_flags & M_EXT, ("%s: M_EXT missing", __func__));
 873
 874         return ((m->m_ext.ext_flags & EXT_FLAG_EMBREF) ? m->m_ext.ext_count :
 875             *m->m_ext.ext_cnt);
 876 }
 877
 878 /*
 879  * mbuf, cluster, and external object allocation macros (for compatibility
 880  * purposes).
 881  */
 882 #define M_MOVE_PKTHDR(to, from) m_move_pkthdr((to), (from))
 883 #define MGET(m, how, type)      ((m) = m_get((how), (type)))
 884 #define MGETHDR(m, how, type)   ((m) = m_gethdr((how), (type)))
 885 #define MCLGET(m, how)          m_clget((m), (how))
 886 #define MEXTADD(m, buf, size, free, arg1, arg2, flags, type)            \
 887     m_extadd((m), (char *)(buf), (size), (free), (arg1), (arg2),        \
 888     (flags), (type))
 889 #define m_getm(m, len, how, type)                                       \
 890     m_getm2((m), (len), (how), (type), M_PKTHDR)
 891
 892 /*
 893  * Evaluate TRUE if it's safe to write to the mbuf m's data region (this can
 894  * be both the local data payload, or an external buffer area, depending on
 895  * whether M_EXT is set).
 896  */
 897 #define M_WRITABLE(m)   (!((m)->m_flags & M_RDONLY) &&                  \
 898                          (!(((m)->m_flags & M_EXT)) ||                  \
 899                          (m_extrefcnt(m) == 1)))
 900
 901 /* Check if the supplied mbuf has a packet header, or else panic. */
 902 #define M_ASSERTPKTHDR(m)                                               \
 903         KASSERT((m) != NULL && (m)->m_flags & M_PKTHDR,                 \
 904             ("%s: no mbuf packet header!", __func__))
 905
 906 /*
 907  * Ensure that the supplied mbuf is a valid, non-free mbuf.
 908  *
 909  * XXX: Broken at the moment.  Need some UMA magic to make it work again.
 910  */
 911 #define M_ASSERTVALID(m)                                                \
 912         KASSERT((((struct mbuf *)m)->m_flags & 0) == 0,                 \
 913             ("%s: attempted use of a free mbuf!", __func__))
 914
 915 /*
 916  * Return the address of the start of the buffer associated with an mbuf,
 917  * handling external storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
 918  */
 919 #define M_START(m)                                                      \
 920         (((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_buf :                  \
 921          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? &(m)->m_pktdat[0] :                \
 922          &(m)->m_dat[0])
 923
 924 /*
 925  * Return the size of the buffer associated with an mbuf, handling external
 926  * storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
 927  */
 928 #define M_SIZE(m)                                                       \
 929         (((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_size :                 \
 930          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? MHLEN :                            \
 931          MLEN)
 932
 933 /*
 934  * Set the m_data pointer of a newly allocated mbuf to place an object of the
 935  * specified size at the end of the mbuf, longword aligned.
 936  *
 937  * NB: Historically, we had M_ALIGN(), MH_ALIGN(), and MEXT_ALIGN() as
 938  * separate macros, each asserting that it was called at the proper moment.
 939  * This required callers to themselves test the storage type and call the
 940  * right one.  Rather than require callers to be aware of those layout
 941  * decisions, we centralize here.
 942  */
 943 static __inline void
 944 m_align(struct mbuf *m, int len)
 945 {
 946 #ifdef INVARIANTS
 947         const char *msg = "%s: not a virgin mbuf";
 948 #endif
 949         int adjust;
 950
 951         KASSERT(m->m_data == M_START(m), (msg, __func__));
 952
 953         adjust = M_SIZE(m) - len;
 954         m->m_data += adjust &~ (sizeof(long)-1);
 955 }
 956
 957 #define M_ALIGN(m, len)         m_align(m, len)
 958 #define MH_ALIGN(m, len)        m_align(m, len)
 959 #define MEXT_ALIGN(m, len)      m_align(m, len)
 960
 961 /*
 962  * Compute the amount of space available before the current start of data in
 963  * an mbuf.
 964  *
 965  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
 966  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
 967  *
 968  * NB: In previous versions, M_LEADINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
 969  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
 970  * read-only as well.
 971  */
 972 #define M_LEADINGSPACE(m)                                               \
 973         (M_WRITABLE(m) ? ((m)->m_data - M_START(m)) : 0)
 974
 975 /*
 976  * Compute the amount of space available after the end of data in an mbuf.
 977  *
 978  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
 979  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
 980  *
 981  * NB: In previous versions, M_TRAILINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
 982  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
 983  * read-only as well.
 984  */
 985 #define M_TRAILINGSPACE(m)                                              \
 986         (M_WRITABLE(m) ?                                                \
 987             ((M_START(m) + M_SIZE(m)) - ((m)->m_data + (m)->m_len)) : 0)
 988
 989 /*
 990  * Arrange to prepend space of size plen to mbuf m.  If a new mbuf must be
 991  * allocated, how specifies whether to wait.  If the allocation fails, the
 992  * original mbuf chain is freed and m is set to NULL.
 993  */
 994 #define M_PREPEND(m, plen, how) do {                                    \
 995         struct mbuf **_mmp = &(m);                                      \
 996         struct mbuf *_mm = *_mmp;                                       \
 997         int _mplen = (plen);                                            \
 998         int __mhow = (how);                                             \
 999                                                                         \
1000         MBUF_CHECKSLEEP(how);                                           \
1001         if (M_LEADINGSPACE(_mm) >= _mplen) {                            \
1002                 _mm->m_data -= _mplen;                                  \
1003                 _mm->m_len += _mplen;                                   \
1004         } else                                                          \
1005                 _mm = m_prepend(_mm, _mplen, __mhow);                   \
1006         if (_mm != NULL && _mm->m_flags & M_PKTHDR)                     \
1007                 _mm->m_pkthdr.len += _mplen;                            \
1008         *_mmp = _mm;                                                    \
1009 } while (0)
1010
1011 /*
1012  * Change mbuf to new type.  This is a relatively expensive operation and
1013  * should be avoided.
1014  */
1015 #define MCHTYPE(m, t)   m_chtype((m), (t))
1016
1017 /* Length to m_copy to copy all. */
1018 #define M_COPYALL       1000000000
1019
1020 extern int              max_datalen;    /* MHLEN - max_hdr */
1021 extern int              max_hdr;        /* Largest link + protocol header */
1022 extern int              max_linkhdr;    /* Largest link-level header */
1023 extern int              max_protohdr;   /* Largest protocol header */
1024 extern int              nmbclusters;    /* Maximum number of clusters */
1025
1026 /*-
1027  * Network packets may have annotations attached by affixing a list of
1028  * "packet tags" to the pkthdr structure.  Packet tags are dynamically
1029  * allocated semi-opaque data structures that have a fixed header
1030  * (struct m_tag) that specifies the size of the memory block and a
1031  * <cookie,type> pair that identifies it.  The cookie is a 32-bit unique
1032  * unsigned value used to identify a module or ABI.  By convention this value
1033  * is chosen as the date+time that the module is created, expressed as the
1034  * number of seconds since the epoch (e.g., using date -u +'%s').  The type
1035  * value is an ABI/module-specific value that identifies a particular
1036  * annotation and is private to the module.  For compatibility with systems
1037  * like OpenBSD that define packet tags w/o an ABI/module cookie, the value
1038  * PACKET_ABI_COMPAT is used to implement m_tag_get and m_tag_find
1039  * compatibility shim functions and several tag types are defined below.
1040  * Users that do not require compatibility should use a private cookie value
1041  * so that packet tag-related definitions can be maintained privately.
1042  *
1043  * Note that the packet tag returned by m_tag_alloc has the default memory
1044  * alignment implemented by malloc.  To reference private data one can use a
1045  * construct like:
1046  *
1047  *      struct m_tag *mtag = m_tag_alloc(...);
1048  *      struct foo *p = (struct foo *)(mtag+1);
1049  *
1050  * if the alignment of struct m_tag is sufficient for referencing members of
1051  * struct foo.  Otherwise it is necessary to embed struct m_tag within the
1052  * private data structure to insure proper alignment; e.g.,
1053  *
1054  *      struct foo {
1055  *              struct m_tag    tag;
1056  *              ...
1057  *      };
1058  *      struct foo *p = (struct foo *) m_tag_alloc(...);
1059  *      struct m_tag *mtag = &p->tag;
1060  */
1061
1062 /*
1063  * Persistent tags stay with an mbuf until the mbuf is reclaimed.  Otherwise
1064  * tags are expected to ``vanish'' when they pass through a network
1065  * interface.  For most interfaces this happens normally as the tags are
1066  * reclaimed when the mbuf is free'd.  However in some special cases
1067  * reclaiming must be done manually.  An example is packets that pass through
1068  * the loopback interface.  Also, one must be careful to do this when
1069  * ``turning around'' packets (e.g., icmp_reflect).
1070  *
1071  * To mark a tag persistent bit-or this flag in when defining the tag id.
1072  * The tag will then be treated as described above.
1073  */
1074 #define MTAG_PERSISTENT                         0x800
1075
1076 #define PACKET_TAG_NONE                         0  /* Nadda */
1077
1078 /* Packet tags for use with PACKET_ABI_COMPAT. */
1079 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_DONE                1  /* IPsec applied, in */
1080 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_DONE               2  /* IPsec applied, out */
1081 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_CRYPTO_DONE         3  /* NIC IPsec crypto done */
1082 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_CRYPTO_NEEDED      4  /* NIC IPsec crypto req'ed */
1083 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_COULD_DO_CRYPTO     5  /* NIC notifies IPsec */
1084 #define PACKET_TAG_IPSEC_PENDING_TDB            6  /* Reminder to do IPsec */
1085 #define PACKET_TAG_BRIDGE                       7  /* Bridge processing done */
1086 #define PACKET_TAG_GIF                          8  /* GIF processing done */
1087 #define PACKET_TAG_GRE                          9  /* GRE processing done */
1088 #define PACKET_TAG_IN_PACKET_CHECKSUM           10 /* NIC checksumming done */
1089 #define PACKET_TAG_ENCAP                        11 /* Encap.  processing */
1090 #define PACKET_TAG_IPSEC_SOCKET                 12 /* IPSEC socket ref */
1091 #define PACKET_TAG_IPSEC_HISTORY                13 /* IPSEC history */
1092 #define PACKET_TAG_IPV6_INPUT                   14 /* IPV6 input processing */
1093 #define PACKET_TAG_DUMMYNET                     15 /* dummynet info */
1094 #define PACKET_TAG_DIVERT                       17 /* divert info */
1095 #define PACKET_TAG_IPFORWARD                    18 /* ipforward info */
1096 #define PACKET_TAG_MACLABEL     (19 | MTAG_PERSISTENT) /* MAC label */
1097 #define PACKET_TAG_PF           (21 | MTAG_PERSISTENT) /* PF/ALTQ information */
1098 #define PACKET_TAG_RTSOCKFAM                    25 /* rtsock sa family */
1099 #define PACKET_TAG_IPOPTIONS                    27 /* Saved IP options */
1100 #define PACKET_TAG_CARP                         28 /* CARP info */
1101 #define PACKET_TAG_IPSEC_NAT_T_PORTS            29 /* two uint16_t */
1102 #define PACKET_TAG_ND_OUTGOING                  30 /* ND outgoing */
1103
1104 /* Specific cookies and tags. */
1105
1106 /* Packet tag routines. */
1107 struct m_tag    *m_tag_alloc(u_int32_t, int, int, int);
1108 void             m_tag_delete(struct mbuf *, struct m_tag *);
1109 void             m_tag_delete_chain(struct mbuf *, struct m_tag *);
1110 void             m_tag_free_default(struct m_tag *);
1111 struct m_tag    *m_tag_locate(struct mbuf *, u_int32_t, int, struct m_tag *);
1112 struct m_tag    *m_tag_copy(struct m_tag *, int);
1113 int              m_tag_copy_chain(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
1114 void             m_tag_delete_nonpersistent(struct mbuf *);
1115
1116 /*
1117  * Initialize the list of tags associated with an mbuf.
1118  */
1119 static __inline void
1120 m_tag_init(struct mbuf *m)
1121 {
1122
1123         SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
1124 }
1125
1126 /*
1127  * Set up the contents of a tag.  Note that this does not fill in the free
1128  * method; the caller is expected to do that.
1129  *
1130  * XXX probably should be called m_tag_init, but that was already taken.
1131  */
1132 static __inline void
1133 m_tag_setup(struct m_tag *t, u_int32_t cookie, int type, int len)
1134 {
1135
1136         t->m_tag_id = type;
1137         t->m_tag_len = len;
1138         t->m_tag_cookie = cookie;
1139 }
1140
1141 /*
1142  * Reclaim resources associated with a tag.
1143  */
1144 static __inline void
1145 m_tag_free(struct m_tag *t)
1146 {
1147
1148         (*t->m_tag_free)(t);
1149 }
1150
1151 /*
1152  * Return the first tag associated with an mbuf.
1153  */
1154 static __inline struct m_tag *
1155 m_tag_first(struct mbuf *m)
1156 {
1157
1158         return (SLIST_FIRST(&m->m_pkthdr.tags));
1159 }
1160
1161 /*
1162  * Return the next tag in the list of tags associated with an mbuf.
1163  */
1164 static __inline struct m_tag *
1165 m_tag_next(struct mbuf *m __unused, struct m_tag *t)
1166 {
1167
1168         return (SLIST_NEXT(t, m_tag_link));
1169 }
1170
1171 /*
1172  * Prepend a tag to the list of tags associated with an mbuf.
1173  */
1174 static __inline void
1175 m_tag_prepend(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1176 {
1177
1178         SLIST_INSERT_HEAD(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag_link);
1179 }
1180
1181 /*
1182  * Unlink a tag from the list of tags associated with an mbuf.
1183  */
1184 static __inline void
1185 m_tag_unlink(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1186 {
1187
1188         SLIST_REMOVE(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag, m_tag_link);
1189 }
1190
1191 /* These are for OpenBSD compatibility. */
1192 #define MTAG_ABI_COMPAT         0               /* compatibility ABI */
1193
1194 static __inline struct m_tag *
1195 m_tag_get(int type, int length, int wait)
1196 {
1197         return (m_tag_alloc(MTAG_ABI_COMPAT, type, length, wait));
1198 }
1199
1200 static __inline struct m_tag *
1201 m_tag_find(struct mbuf *m, int type, struct m_tag *start)
1202 {
1203         return (SLIST_EMPTY(&m->m_pkthdr.tags) ? (struct m_tag *)NULL :
1204             m_tag_locate(m, MTAG_ABI_COMPAT, type, start));
1205 }
1206
1207 static __inline struct mbuf *
1208 m_free(struct mbuf *m)
1209 {
1210         struct mbuf *n = m->m_next;
1211
1212         MBUF_PROBE1(m__free, m);
1213         if ((m->m_flags & (M_PKTHDR|M_NOFREE)) == (M_PKTHDR|M_NOFREE))
1214                 m_tag_delete_chain(m, NULL);
1215         if (m->m_flags & M_EXT)
1216                 mb_free_ext(m);
1217         else if ((m->m_flags & M_NOFREE) == 0)
1218                 uma_zfree(zone_mbuf, m);
1219         return (n);
1220 }
1221
1222 static __inline int
1223 rt_m_getfib(struct mbuf *m)
1224 {
1225         KASSERT(m->m_flags & M_PKTHDR , ("Attempt to get FIB from non header mbuf."));
1226         return (m->m_pkthdr.fibnum);
1227 }
1228
1229 #define M_GETFIB(_m)   rt_m_getfib(_m)
1230
1231 #define M_SETFIB(_m, _fib) do {                                         \
1232         KASSERT((_m)->m_flags & M_PKTHDR, ("Attempt to set FIB on non header mbuf."));  \
1233         ((_m)->m_pkthdr.fibnum) = (_fib);                               \
1234 } while (0)
1235
1236 /* flags passed as first argument for "m_ether_tcpip_hash()" */
1237 #define MBUF_HASHFLAG_L2        (1 << 2)
1238 #define MBUF_HASHFLAG_L3        (1 << 3)
1239 #define MBUF_HASHFLAG_L4        (1 << 4)
1240
1241 /* mbuf hashing helper routines */
1242 uint32_t        m_ether_tcpip_hash_init(void);
1243 uint32_t        m_ether_tcpip_hash(const uint32_t, const struct mbuf *, const uint32_t);
1244
1245 #ifdef MBUF_PROFILING
1246  void m_profile(struct mbuf *m);
1247  #define M_PROFILE(m) m_profile(m)
1248 #else
1249  #define M_PROFILE(m)
1250 #endif
1251
1252 struct mbufq {
1253         STAILQ_HEAD(, mbuf)     mq_head;
1254         int                     mq_len;
1255         int                     mq_maxlen;
1256 };
1257
1258 static inline void
1259 mbufq_init(struct mbufq *mq, int maxlen)
1260 {
1261
1262         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1263         mq->mq_maxlen = maxlen;
1264         mq->mq_len = 0;
1265 }
1266
1267 static inline struct mbuf *
1268 mbufq_flush(struct mbufq *mq)
1269 {
1270         struct mbuf *m;
1271
1272         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1273         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1274         mq->mq_len = 0;
1275         return (m);
1276 }
1277
1278 static inline void
1279 mbufq_drain(struct mbufq *mq)
1280 {
1281         struct mbuf *m, *n;
1282
1283         n = mbufq_flush(mq);
1284         while ((m = n) != NULL) {
1285                 n = STAILQ_NEXT(m, m_stailqpkt);
1286                 m_freem(m);
1287         }
1288 }
1289
1290 static inline struct mbuf *
1291 mbufq_first(const struct mbufq *mq)
1292 {
1293
1294         return (STAILQ_FIRST(&mq->mq_head));
1295 }
1296
1297 static inline struct mbuf *
1298 mbufq_last(const struct mbufq *mq)
1299 {
1300
1301         return (STAILQ_LAST(&mq->mq_head, mbuf, m_stailqpkt));
1302 }
1303
1304 static inline int
1305 mbufq_full(const struct mbufq *mq)
1306 {
1307
1308         return (mq->mq_len >= mq->mq_maxlen);
1309 }
1310
1311 static inline int
1312 mbufq_len(const struct mbufq *mq)
1313 {
1314
1315         return (mq->mq_len);
1316 }
1317
1318 static inline int
1319 mbufq_enqueue(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1320 {
1321
1322         if (mbufq_full(mq))
1323                 return (ENOBUFS);
1324         STAILQ_INSERT_TAIL(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1325         mq->mq_len++;
1326         return (0);
1327 }
1328
1329 static inline struct mbuf *
1330 mbufq_dequeue(struct mbufq *mq)
1331 {
1332         struct mbuf *m;
1333
1334         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1335         if (m) {
1336                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&mq->mq_head, m_stailqpkt);
1337                 m->m_nextpkt = NULL;
1338                 mq->mq_len--;
1339         }
1340         return (m);
1341 }
1342
1343 static inline void
1344 mbufq_prepend(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1345 {
1346
1347         STAILQ_INSERT_HEAD(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1348         mq->mq_len++;
1349 }
1350
1351 /*
1352  * Note: this doesn't enforce the maximum list size for dst.
1353  */
1354 static inline void
1355 mbufq_concat(struct mbufq *mq_dst, struct mbufq *mq_src)
1356 {
1357
1358         mq_dst->mq_len += mq_src->mq_len;
1359         STAILQ_CONCAT(&mq_dst->mq_head, &mq_src->mq_head);
1360         mq_src->mq_len = 0;
1361 }
1362
1363 #ifdef _SYS_TIMESPEC_H_
1364 static inline void
1365 mbuf_tstmp2timespec(struct mbuf *m, struct timespec *ts)
1366 {
1367
1368         KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0, ("mbuf %p no M_PKTHDR", m));
1369         KASSERT((m->m_flags & M_TSTMP) != 0, ("mbuf %p no M_TSTMP", m));
1370         ts->tv_sec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp / 1000000000;
1371         ts->tv_nsec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp % 1000000000;
1372 }
1373 #endif
1374
1375 #endif /* _KERNEL */
1376 #endif /* !_SYS_MBUF_H_ */