]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/sys/mbuf.h
sysent: regenerate after r352705
[FreeBSD/FreeBSD.git] / 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 <sys/refcount.h>
44 #include <vm/uma.h>
45 #ifdef WITNESS
46 #include <sys/lock.h>
47 #endif
48 #endif
49
50 #ifdef _KERNEL
51 #include <sys/sdt.h>
52
53 #define MBUF_PROBE1(probe, arg0)                                        \
54         SDT_PROBE1(sdt, , , probe, arg0)
55 #define MBUF_PROBE2(probe, arg0, arg1)                                  \
56         SDT_PROBE2(sdt, , , probe, arg0, arg1)
57 #define MBUF_PROBE3(probe, arg0, arg1, arg2)                            \
58         SDT_PROBE3(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2)
59 #define MBUF_PROBE4(probe, arg0, arg1, arg2, arg3)                      \
60         SDT_PROBE4(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2, arg3)
61 #define MBUF_PROBE5(probe, arg0, arg1, arg2, arg3, arg4)                \
62         SDT_PROBE5(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2, arg3, arg4)
63
64 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__init);
65 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__gethdr);
66 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__get);
67 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__getcl);
68 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__clget);
69 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__cljget);
70 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__cljset);
71 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__free);
72 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__freem);
73
74 #endif /* _KERNEL */
75
76 /*
77  * Mbufs are of a single size, MSIZE (sys/param.h), which includes overhead.
78  * An mbuf may add a single "mbuf cluster" of size MCLBYTES (also in
79  * sys/param.h), which has no additional overhead and is used instead of the
80  * internal data area; this is done when at least MINCLSIZE of data must be
81  * stored.  Additionally, it is possible to allocate a separate buffer
82  * externally and attach it to the mbuf in a way similar to that of mbuf
83  * clusters.
84  *
85  * NB: These calculation do not take actual compiler-induced alignment and
86  * padding inside the complete struct mbuf into account.  Appropriate
87  * attention is required when changing members of struct mbuf.
88  *
89  * MLEN is data length in a normal mbuf.
90  * MHLEN is data length in an mbuf with pktheader.
91  * MINCLSIZE is a smallest amount of data that should be put into cluster.
92  *
93  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
94  * they are sensible.
95  */
96 struct mbuf;
97 #define MHSIZE          offsetof(struct mbuf, m_dat)
98 #define MPKTHSIZE       offsetof(struct mbuf, m_pktdat)
99 #define MLEN            ((int)(MSIZE - MHSIZE))
100 #define MHLEN           ((int)(MSIZE - MPKTHSIZE))
101 #define MINCLSIZE       (MHLEN + 1)
102 #define M_NODOM         255
103
104 #ifdef _KERNEL
105 /*-
106  * Macro for type conversion: convert mbuf pointer to data pointer of correct
107  * type:
108  *
109  * mtod(m, t)   -- Convert mbuf pointer to data pointer of correct type.
110  * mtodo(m, o) -- Same as above but with offset 'o' into data.
111  */
112 #define mtod(m, t)      ((t)((m)->m_data))
113 #define mtodo(m, o)     ((void *)(((m)->m_data) + (o)))
114
115 /*
116  * Argument structure passed to UMA routines during mbuf and packet
117  * allocations.
118  */
119 struct mb_args {
120         int     flags;  /* Flags for mbuf being allocated */
121         short   type;   /* Type of mbuf being allocated */
122 };
123 #endif /* _KERNEL */
124
125 /*
126  * Packet tag structure (see below for details).
127  */
128 struct m_tag {
129         SLIST_ENTRY(m_tag)      m_tag_link;     /* List of packet tags */
130         u_int16_t               m_tag_id;       /* Tag ID */
131         u_int16_t               m_tag_len;      /* Length of data */
132         u_int32_t               m_tag_cookie;   /* ABI/Module ID */
133         void                    (*m_tag_free)(struct m_tag *);
134 };
135
136 /*
137  * Static network interface owned tag.
138  * Allocated through ifp->if_snd_tag_alloc().
139  */
140 struct m_snd_tag {
141         struct ifnet *ifp;              /* network interface tag belongs to */
142         volatile u_int refcount;
143 };
144
145 /*
146  * Record/packet header in first mbuf of chain; valid only if M_PKTHDR is set.
147  * Size ILP32: 48
148  *       LP64: 56
149  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
150  * they are correct.
151  */
152 struct pkthdr {
153         union {
154                 struct m_snd_tag *snd_tag;      /* send tag, if any */
155                 struct ifnet    *rcvif;         /* rcv interface */
156         };
157         SLIST_HEAD(packet_tags, m_tag) tags; /* list of packet tags */
158         int32_t          len;           /* total packet length */
159
160         /* Layer crossing persistent information. */
161         uint32_t         flowid;        /* packet's 4-tuple system */
162         uint32_t         csum_flags;    /* checksum and offload features */
163         uint16_t         fibnum;        /* this packet should use this fib */
164         uint8_t          numa_domain;   /* NUMA domain of recvd pkt */
165         uint8_t          rsstype;       /* hash type */
166         union {
167                 uint64_t        rcv_tstmp;      /* timestamp in ns */
168                 struct {
169                         uint8_t          l2hlen;        /* layer 2 hdr len */
170                         uint8_t          l3hlen;        /* layer 3 hdr len */
171                         uint8_t          l4hlen;        /* layer 4 hdr len */
172                         uint8_t          l5hlen;        /* layer 5 hdr len */
173                         uint32_t         spare;
174                 };
175         };
176         union {
177                 uint8_t  eight[8];
178                 uint16_t sixteen[4];
179                 uint32_t thirtytwo[2];
180                 uint64_t sixtyfour[1];
181                 uintptr_t unintptr[1];
182                 void    *ptr;
183         } PH_per;
184
185         /* Layer specific non-persistent local storage for reassembly, etc. */
186         union {
187                 uint8_t  eight[8];
188                 uint16_t sixteen[4];
189                 uint32_t thirtytwo[2];
190                 uint64_t sixtyfour[1];
191                 uintptr_t unintptr[1];
192                 void    *ptr;
193         } PH_loc;
194 };
195 #define ether_vtag      PH_per.sixteen[0]
196 #define PH_vt           PH_per
197 #define vt_nrecs        sixteen[0]
198 #define tso_segsz       PH_per.sixteen[1]
199 #define lro_nsegs       tso_segsz
200 #define csum_phsum      PH_per.sixteen[2]
201 #define csum_data       PH_per.thirtytwo[1]
202 #define lro_len         PH_per.sixteen[0] /* inbound during LRO */
203 #define lro_csum        PH_per.sixteen[1] /* inbound during LRO */
204 #define pace_thoff      PH_loc.sixteen[0]
205 #define pace_tlen       PH_loc.sixteen[1]
206 #define pace_drphdrlen  PH_loc.sixteen[2]
207 #define pace_tos        PH_loc.eight[6]
208 #define pace_lock       PH_loc.eight[7]
209
210 /*
211  * Description of external storage mapped into mbuf; valid only if M_EXT is
212  * set.
213  * Size ILP32: 28
214  *       LP64: 48
215  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
216  * they are correct.
217  */
218 typedef void m_ext_free_t(struct mbuf *);
219 struct m_ext {
220         union {
221                 /*
222                  * If EXT_FLAG_EMBREF is set, then we use refcount in the
223                  * mbuf, the 'ext_count' member.  Otherwise, we have a
224                  * shadow copy and we use pointer 'ext_cnt'.  The original
225                  * mbuf is responsible to carry the pointer to free routine
226                  * and its arguments.  They aren't copied into shadows in
227                  * mb_dupcl() to avoid dereferencing next cachelines.
228                  */
229                 volatile u_int   ext_count;
230                 volatile u_int  *ext_cnt;
231         };
232         union {
233                 /*
234                  * If ext_type == EXT_PGS, 'ext_pgs' points to a
235                  * structure describing the buffer.  Otherwise,
236                  * 'ext_buf' points to the start of the buffer.
237                  */
238                 struct mbuf_ext_pgs *ext_pgs;
239                 char            *ext_buf;
240         };
241         uint32_t         ext_size;      /* size of buffer, for ext_free */
242         uint32_t         ext_type:8,    /* type of external storage */
243                          ext_flags:24;  /* external storage mbuf flags */
244         /*
245          * Fields below store the free context for the external storage.
246          * They are valid only in the refcount carrying mbuf, the one with
247          * EXT_FLAG_EMBREF flag, with exclusion for EXT_EXTREF type, where
248          * the free context is copied into all mbufs that use same external
249          * storage.
250          */
251 #define m_ext_copylen   offsetof(struct m_ext, ext_free)
252         m_ext_free_t    *ext_free;      /* free routine if not the usual */
253         void            *ext_arg1;      /* optional argument pointer */
254         void            *ext_arg2;      /* optional argument pointer */
255 };
256
257 /*
258  * The core of the mbuf object along with some shortcut defines for practical
259  * purposes.
260  */
261 struct mbuf {
262         /*
263          * Header present at the beginning of every mbuf.
264          * Size ILP32: 24
265          *      LP64: 32
266          * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure
267          * that they are correct.
268          */
269         union { /* next buffer in chain */
270                 struct mbuf             *m_next;
271                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slist;
272                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailq;
273         };
274         union { /* next chain in queue/record */
275                 struct mbuf             *m_nextpkt;
276                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slistpkt;
277                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailqpkt;
278         };
279         caddr_t          m_data;        /* location of data */
280         int32_t          m_len;         /* amount of data in this mbuf */
281         uint32_t         m_type:8,      /* type of data in this mbuf */
282                          m_flags:24;    /* flags; see below */
283 #if !defined(__LP64__)
284         uint32_t         m_pad;         /* pad for 64bit alignment */
285 #endif
286
287         /*
288          * A set of optional headers (packet header, external storage header)
289          * and internal data storage.  Historically, these arrays were sized
290          * to MHLEN (space left after a packet header) and MLEN (space left
291          * after only a regular mbuf header); they are now variable size in
292          * order to support future work on variable-size mbufs.
293          */
294         union {
295                 struct {
296                         struct pkthdr   m_pkthdr;       /* M_PKTHDR set */
297                         union {
298                                 struct m_ext    m_ext;  /* M_EXT set */
299                                 char            m_pktdat[0];
300                         };
301                 };
302                 char    m_dat[0];                       /* !M_PKTHDR, !M_EXT */
303         };
304 };
305
306 struct ktls_session;
307 struct socket;
308
309 /*
310  * TLS records for TLS 1.0-1.2 can have the following header lengths:
311  * - 5 (AES-CBC with implicit IV)
312  * - 21 (AES-CBC with explicit IV)
313  * - 13 (AES-GCM with 8 byte explicit IV)
314  */
315 #define MBUF_PEXT_HDR_LEN       24
316
317 /*
318  * TLS records for TLS 1.0-1.2 can have the following maximum trailer
319  * lengths:
320  * - 16 (AES-GCM)
321  * - 36 (AES-CBC with SHA1 and up to 16 bytes of padding)
322  * - 48 (AES-CBC with SHA2-256 and up to 16 bytes of padding)
323  * - 64 (AES-CBC with SHA2-384 and up to 16 bytes of padding)
324  */
325 #define MBUF_PEXT_TRAIL_LEN     64
326
327 #ifdef __LP64__
328 #define MBUF_PEXT_MAX_PGS       (152 / sizeof(vm_paddr_t))
329 #else
330 #define MBUF_PEXT_MAX_PGS       (156 / sizeof(vm_paddr_t))
331 #endif
332
333 #define MBUF_PEXT_MAX_BYTES                                             \
334     (MBUF_PEXT_MAX_PGS * PAGE_SIZE + MBUF_PEXT_HDR_LEN + MBUF_PEXT_TRAIL_LEN)
335
336 /*
337  * This struct is 256 bytes in size and is arranged so that the most
338  * common case (accessing the first 4 pages of a 16KB TLS record) will
339  * fit in a single 64 byte cacheline.
340  */
341 struct mbuf_ext_pgs {
342         uint8_t         npgs;                   /* Number of attached pages */
343         uint8_t         nrdy;                   /* Pages with I/O pending */
344         uint8_t         hdr_len;                /* TLS header length */
345         uint8_t         trail_len;              /* TLS trailer length */
346         uint16_t        first_pg_off;           /* Offset into 1st page */
347         uint16_t        last_pg_len;            /* Length of last page */
348         vm_paddr_t      pa[MBUF_PEXT_MAX_PGS];  /* phys addrs of pages */
349         char            hdr[MBUF_PEXT_HDR_LEN]; /* TLS header */
350         struct ktls_session *tls;               /* TLS session */
351 #if defined(__i386__) || \
352     (defined(__powerpc__) && !defined(__powerpc64__) && defined(BOOKE))
353         /*
354          * i386 and Book-E PowerPC have 64-bit vm_paddr_t, so there is
355          * a 4 byte remainder from the space allocated for pa[].
356          */
357         uint32_t        pad;
358 #endif
359         union {
360                 char    trail[MBUF_PEXT_TRAIL_LEN]; /* TLS trailer */
361                 struct {
362                         struct socket *so;
363                         struct mbuf *mbuf;
364                         uint64_t seqno;
365                         STAILQ_ENTRY(mbuf_ext_pgs) stailq;
366                         int enc_cnt;
367                 };
368         };
369 };
370
371 #ifdef _KERNEL
372 static inline int
373 mbuf_ext_pg_len(struct mbuf_ext_pgs *ext_pgs, int pidx, int pgoff)
374 {
375         KASSERT(pgoff == 0 || pidx == 0,
376             ("page %d with non-zero offset %d in %p", pidx, pgoff, ext_pgs));
377         if (pidx == ext_pgs->npgs - 1) {
378                 return (ext_pgs->last_pg_len);
379         } else {
380                 return (PAGE_SIZE - pgoff);
381         }
382 }
383
384 #ifdef INVARIANT_SUPPORT
385 void    mb_ext_pgs_check(struct mbuf_ext_pgs *ext_pgs);
386 #endif
387 #ifdef INVARIANTS
388 #define MBUF_EXT_PGS_ASSERT_SANITY(ext_pgs)     mb_ext_pgs_check((ext_pgs))
389 #else
390 #define MBUF_EXT_PGS_ASSERT_SANITY(ext_pgs)
391 #endif
392 #endif
393
394 /*
395  * mbuf flags of global significance and layer crossing.
396  * Those of only protocol/layer specific significance are to be mapped
397  * to M_PROTO[1-11] and cleared at layer handoff boundaries.
398  * NB: Limited to the lower 24 bits.
399  */
400 #define M_EXT           0x00000001 /* has associated external storage */
401 #define M_PKTHDR        0x00000002 /* start of record */
402 #define M_EOR           0x00000004 /* end of record */
403 #define M_RDONLY        0x00000008 /* associated data is marked read-only */
404 #define M_BCAST         0x00000010 /* send/received as link-level broadcast */
405 #define M_MCAST         0x00000020 /* send/received as link-level multicast */
406 #define M_PROMISC       0x00000040 /* packet was not for us */
407 #define M_VLANTAG       0x00000080 /* ether_vtag is valid */
408 #define M_NOMAP         0x00000100 /* mbuf data is unmapped */
409 #define M_NOFREE        0x00000200 /* do not free mbuf, embedded in cluster */
410 #define M_TSTMP         0x00000400 /* rcv_tstmp field is valid */
411 #define M_TSTMP_HPREC   0x00000800 /* rcv_tstmp is high-prec, typically
412                                       hw-stamped on port (useful for IEEE 1588
413                                       and 802.1AS) */
414 #define M_TSTMP_LRO     0x00001000 /* Time LRO pushed in pkt is valid in (PH_loc) */
415
416 #define M_PROTO1        0x00002000 /* protocol-specific */
417 #define M_PROTO2        0x00004000 /* protocol-specific */
418 #define M_PROTO3        0x00008000 /* protocol-specific */
419 #define M_PROTO4        0x00010000 /* protocol-specific */
420 #define M_PROTO5        0x00020000 /* protocol-specific */
421 #define M_PROTO6        0x00040000 /* protocol-specific */
422 #define M_PROTO7        0x00080000 /* protocol-specific */
423 #define M_PROTO8        0x00100000 /* protocol-specific */
424 #define M_PROTO9        0x00200000 /* protocol-specific */
425 #define M_PROTO10       0x00400000 /* protocol-specific */
426 #define M_PROTO11       0x00800000 /* protocol-specific */
427
428 #define MB_DTOR_SKIP    0x1     /* don't pollute the cache by touching a freed mbuf */
429
430 /*
431  * Flags to purge when crossing layers.
432  */
433 #define M_PROTOFLAGS \
434     (M_PROTO1|M_PROTO2|M_PROTO3|M_PROTO4|M_PROTO5|M_PROTO6|M_PROTO7|M_PROTO8|\
435      M_PROTO9|M_PROTO10|M_PROTO11)
436
437 /*
438  * Flags preserved when copying m_pkthdr.
439  */
440 #define M_COPYFLAGS \
441     (M_PKTHDR|M_EOR|M_RDONLY|M_BCAST|M_MCAST|M_PROMISC|M_VLANTAG|M_TSTMP| \
442      M_TSTMP_HPREC|M_TSTMP_LRO|M_PROTOFLAGS)
443
444 /*
445  * Mbuf flag description for use with printf(9) %b identifier.
446  */
447 #define M_FLAG_BITS \
448     "\20\1M_EXT\2M_PKTHDR\3M_EOR\4M_RDONLY\5M_BCAST\6M_MCAST" \
449     "\7M_PROMISC\10M_VLANTAG\11M_NOMAP\12M_NOFREE\13M_TSTMP\14M_TSTMP_HPREC\15M_TSTMP_LRO"
450 #define M_FLAG_PROTOBITS \
451     "\16M_PROTO1\17M_PROTO2\20M_PROTO3\21M_PROTO4" \
452     "\22M_PROTO5\23M_PROTO6\24M_PROTO7\25M_PROTO8\26M_PROTO9" \
453     "\27M_PROTO10\28M_PROTO11"
454 #define M_FLAG_PRINTF (M_FLAG_BITS M_FLAG_PROTOBITS)
455
456 /*
457  * Network interface cards are able to hash protocol fields (such as IPv4
458  * addresses and TCP port numbers) classify packets into flows.  These flows
459  * can then be used to maintain ordering while delivering packets to the OS
460  * via parallel input queues, as well as to provide a stateless affinity
461  * model.  NIC drivers can pass up the hash via m->m_pkthdr.flowid, and set
462  * m_flag fields to indicate how the hash should be interpreted by the
463  * network stack.
464  *
465  * Most NICs support RSS, which provides ordering and explicit affinity, and
466  * use the hash m_flag bits to indicate what header fields were covered by
467  * the hash.  M_HASHTYPE_OPAQUE and M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH can be set by non-
468  * RSS cards or configurations that provide an opaque flow identifier, allowing
469  * for ordering and distribution without explicit affinity.  Additionally,
470  * M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH indicates that the flow identifier has hash
471  * properties.
472  *
473  * The meaning of the IPV6_EX suffix:
474  * "o  Home address from the home address option in the IPv6 destination
475  *     options header.  If the extension header is not present, use the Source
476  *     IPv6 Address.
477  *  o  IPv6 address that is contained in the Routing-Header-Type-2 from the
478  *     associated extension header.  If the extension header is not present,
479  *     use the Destination IPv6 Address."
480  * Quoted from:
481  * https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/network/rss-hashing-types#ndishashipv6ex
482  */
483 #define M_HASHTYPE_HASHPROP             0x80    /* has hash properties */
484 #define M_HASHTYPE_HASH(t)              (M_HASHTYPE_HASHPROP | (t))
485 /* Microsoft RSS standard hash types */
486 #define M_HASHTYPE_NONE                 0
487 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV4             M_HASHTYPE_HASH(1) /* IPv4 2-tuple */
488 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(2) /* TCPv4 4-tuple */
489 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6             M_HASHTYPE_HASH(3) /* IPv6 2-tuple */
490 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(4) /* TCPv6 4-tuple */
491 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6_EX          M_HASHTYPE_HASH(5) /* IPv6 2-tuple +
492                                                             * ext hdrs */
493 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(6) /* TCPv6 4-tuple +
494                                                             * ext hdrs */
495 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(7) /* IPv4 UDP 4-tuple*/
496 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(9) /* IPv6 UDP 4-tuple*/
497 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(10)/* IPv6 UDP 4-tuple +
498                                                             * ext hdrs */
499
500 #define M_HASHTYPE_OPAQUE               63      /* ordering, not affinity */
501 #define M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH          M_HASHTYPE_HASH(M_HASHTYPE_OPAQUE)
502                                                 /* ordering+hash, not affinity*/
503
504 #define M_HASHTYPE_CLEAR(m)     ((m)->m_pkthdr.rsstype = 0)
505 #define M_HASHTYPE_GET(m)       ((m)->m_pkthdr.rsstype)
506 #define M_HASHTYPE_SET(m, v)    ((m)->m_pkthdr.rsstype = (v))
507 #define M_HASHTYPE_TEST(m, v)   (M_HASHTYPE_GET(m) == (v))
508 #define M_HASHTYPE_ISHASH(m)    (M_HASHTYPE_GET(m) & M_HASHTYPE_HASHPROP)
509
510 /*
511  * External mbuf storage buffer types.
512  */
513 #define EXT_CLUSTER     1       /* mbuf cluster */
514 #define EXT_SFBUF       2       /* sendfile(2)'s sf_buf */
515 #define EXT_JUMBOP      3       /* jumbo cluster page sized */
516 #define EXT_JUMBO9      4       /* jumbo cluster 9216 bytes */
517 #define EXT_JUMBO16     5       /* jumbo cluster 16184 bytes */
518 #define EXT_PACKET      6       /* mbuf+cluster from packet zone */
519 #define EXT_MBUF        7       /* external mbuf reference */
520 #define EXT_RXRING      8       /* data in NIC receive ring */
521 #define EXT_PGS         9       /* array of unmapped pages */
522
523 #define EXT_VENDOR1     224     /* for vendor-internal use */
524 #define EXT_VENDOR2     225     /* for vendor-internal use */
525 #define EXT_VENDOR3     226     /* for vendor-internal use */
526 #define EXT_VENDOR4     227     /* for vendor-internal use */
527
528 #define EXT_EXP1        244     /* for experimental use */
529 #define EXT_EXP2        245     /* for experimental use */
530 #define EXT_EXP3        246     /* for experimental use */
531 #define EXT_EXP4        247     /* for experimental use */
532
533 #define EXT_NET_DRV     252     /* custom ext_buf provided by net driver(s) */
534 #define EXT_MOD_TYPE    253     /* custom module's ext_buf type */
535 #define EXT_DISPOSABLE  254     /* can throw this buffer away w/page flipping */
536 #define EXT_EXTREF      255     /* has externally maintained ext_cnt ptr */
537
538 /*
539  * Flags for external mbuf buffer types.
540  * NB: limited to the lower 24 bits.
541  */
542 #define EXT_FLAG_EMBREF         0x000001        /* embedded ext_count */
543 #define EXT_FLAG_EXTREF         0x000002        /* external ext_cnt, notyet */
544
545 #define EXT_FLAG_NOFREE         0x000010        /* don't free mbuf to pool, notyet */
546
547 #define EXT_FLAG_VENDOR1        0x010000        /* These flags are vendor */
548 #define EXT_FLAG_VENDOR2        0x020000        /* or submodule specific, */
549 #define EXT_FLAG_VENDOR3        0x040000        /* not used by mbuf code. */
550 #define EXT_FLAG_VENDOR4        0x080000        /* Set/read by submodule. */
551
552 #define EXT_FLAG_EXP1           0x100000        /* for experimental use */
553 #define EXT_FLAG_EXP2           0x200000        /* for experimental use */
554 #define EXT_FLAG_EXP3           0x400000        /* for experimental use */
555 #define EXT_FLAG_EXP4           0x800000        /* for experimental use */
556
557 /*
558  * EXT flag description for use with printf(9) %b identifier.
559  */
560 #define EXT_FLAG_BITS \
561     "\20\1EXT_FLAG_EMBREF\2EXT_FLAG_EXTREF\5EXT_FLAG_NOFREE" \
562     "\21EXT_FLAG_VENDOR1\22EXT_FLAG_VENDOR2\23EXT_FLAG_VENDOR3" \
563     "\24EXT_FLAG_VENDOR4\25EXT_FLAG_EXP1\26EXT_FLAG_EXP2\27EXT_FLAG_EXP3" \
564     "\30EXT_FLAG_EXP4"
565
566 #define MBUF_EXT_PGS_ASSERT(m)                                          \
567         KASSERT((((m)->m_flags & M_EXT) != 0) &&                        \
568             ((m)->m_ext.ext_type == EXT_PGS),                           \
569             ("%s: m %p !M_EXT or !EXT_PGS", __func__, m))
570
571 /*
572  * Flags indicating checksum, segmentation and other offload work to be
573  * done, or already done, by hardware or lower layers.  It is split into
574  * separate inbound and outbound flags.
575  *
576  * Outbound flags that are set by upper protocol layers requesting lower
577  * layers, or ideally the hardware, to perform these offloading tasks.
578  * For outbound packets this field and its flags can be directly tested
579  * against ifnet if_hwassist.
580  */
581 #define CSUM_IP                 0x00000001      /* IP header checksum offload */
582 #define CSUM_IP_UDP             0x00000002      /* UDP checksum offload */
583 #define CSUM_IP_TCP             0x00000004      /* TCP checksum offload */
584 #define CSUM_IP_SCTP            0x00000008      /* SCTP checksum offload */
585 #define CSUM_IP_TSO             0x00000010      /* TCP segmentation offload */
586 #define CSUM_IP_ISCSI           0x00000020      /* iSCSI checksum offload */
587
588 #define CSUM_IP6_UDP            0x00000200      /* UDP checksum offload */
589 #define CSUM_IP6_TCP            0x00000400      /* TCP checksum offload */
590 #define CSUM_IP6_SCTP           0x00000800      /* SCTP checksum offload */
591 #define CSUM_IP6_TSO            0x00001000      /* TCP segmentation offload */
592 #define CSUM_IP6_ISCSI          0x00002000      /* iSCSI checksum offload */
593
594 /* Inbound checksum support where the checksum was verified by hardware. */
595 #define CSUM_L3_CALC            0x01000000      /* calculated layer 3 csum */
596 #define CSUM_L3_VALID           0x02000000      /* checksum is correct */
597 #define CSUM_L4_CALC            0x04000000      /* calculated layer 4 csum */
598 #define CSUM_L4_VALID           0x08000000      /* checksum is correct */
599 #define CSUM_L5_CALC            0x10000000      /* calculated layer 5 csum */
600 #define CSUM_L5_VALID           0x20000000      /* checksum is correct */
601 #define CSUM_COALESCED          0x40000000      /* contains merged segments */
602
603 #define CSUM_SND_TAG            0x80000000      /* Packet header has send tag */
604
605 /*
606  * CSUM flag description for use with printf(9) %b identifier.
607  */
608 #define CSUM_BITS \
609     "\20\1CSUM_IP\2CSUM_IP_UDP\3CSUM_IP_TCP\4CSUM_IP_SCTP\5CSUM_IP_TSO" \
610     "\6CSUM_IP_ISCSI" \
611     "\12CSUM_IP6_UDP\13CSUM_IP6_TCP\14CSUM_IP6_SCTP\15CSUM_IP6_TSO" \
612     "\16CSUM_IP6_ISCSI" \
613     "\31CSUM_L3_CALC\32CSUM_L3_VALID\33CSUM_L4_CALC\34CSUM_L4_VALID" \
614     "\35CSUM_L5_CALC\36CSUM_L5_VALID\37CSUM_COALESCED\40CSUM_SND_TAG"
615
616 /* CSUM flags compatibility mappings. */
617 #define CSUM_IP_CHECKED         CSUM_L3_CALC
618 #define CSUM_IP_VALID           CSUM_L3_VALID
619 #define CSUM_DATA_VALID         CSUM_L4_VALID
620 #define CSUM_PSEUDO_HDR         CSUM_L4_CALC
621 #define CSUM_SCTP_VALID         CSUM_L4_VALID
622 #define CSUM_DELAY_DATA         (CSUM_TCP|CSUM_UDP)
623 #define CSUM_DELAY_IP           CSUM_IP         /* Only v4, no v6 IP hdr csum */
624 #define CSUM_DELAY_DATA_IPV6    (CSUM_TCP_IPV6|CSUM_UDP_IPV6)
625 #define CSUM_DATA_VALID_IPV6    CSUM_DATA_VALID
626 #define CSUM_TCP                CSUM_IP_TCP
627 #define CSUM_UDP                CSUM_IP_UDP
628 #define CSUM_SCTP               CSUM_IP_SCTP
629 #define CSUM_TSO                (CSUM_IP_TSO|CSUM_IP6_TSO)
630 #define CSUM_UDP_IPV6           CSUM_IP6_UDP
631 #define CSUM_TCP_IPV6           CSUM_IP6_TCP
632 #define CSUM_SCTP_IPV6          CSUM_IP6_SCTP
633
634 /*
635  * mbuf types describing the content of the mbuf (including external storage).
636  */
637 #define MT_NOTMBUF      0       /* USED INTERNALLY ONLY! Object is not mbuf */
638 #define MT_DATA         1       /* dynamic (data) allocation */
639 #define MT_HEADER       MT_DATA /* packet header, use M_PKTHDR instead */
640
641 #define MT_VENDOR1      4       /* for vendor-internal use */
642 #define MT_VENDOR2      5       /* for vendor-internal use */
643 #define MT_VENDOR3      6       /* for vendor-internal use */
644 #define MT_VENDOR4      7       /* for vendor-internal use */
645
646 #define MT_SONAME       8       /* socket name */
647
648 #define MT_EXP1         9       /* for experimental use */
649 #define MT_EXP2         10      /* for experimental use */
650 #define MT_EXP3         11      /* for experimental use */
651 #define MT_EXP4         12      /* for experimental use */
652
653 #define MT_CONTROL      14      /* extra-data protocol message */
654 #define MT_EXTCONTROL   15      /* control message with externalized contents */
655 #define MT_OOBDATA      16      /* expedited data  */
656
657 #define MT_NOINIT       255     /* Not a type but a flag to allocate
658                                    a non-initialized mbuf */
659
660 /*
661  * String names of mbuf-related UMA(9) and malloc(9) types.  Exposed to
662  * !_KERNEL so that monitoring tools can look up the zones with
663  * libmemstat(3).
664  */
665 #define MBUF_MEM_NAME           "mbuf"
666 #define MBUF_CLUSTER_MEM_NAME   "mbuf_cluster"
667 #define MBUF_PACKET_MEM_NAME    "mbuf_packet"
668 #define MBUF_JUMBOP_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_page"
669 #define MBUF_JUMBO9_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_9k"
670 #define MBUF_JUMBO16_MEM_NAME   "mbuf_jumbo_16k"
671 #define MBUF_TAG_MEM_NAME       "mbuf_tag"
672 #define MBUF_EXTREFCNT_MEM_NAME "mbuf_ext_refcnt"
673 #define MBUF_EXTPGS_MEM_NAME    "mbuf_extpgs"
674
675 #ifdef _KERNEL
676
677 #ifdef WITNESS
678 #define MBUF_CHECKSLEEP(how) do {                                       \
679         if (how == M_WAITOK)                                            \
680                 WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, NULL,         \
681                     "Sleeping in \"%s\"", __func__);                    \
682 } while (0)
683 #else
684 #define MBUF_CHECKSLEEP(how)
685 #endif
686
687 /*
688  * Network buffer allocation API
689  *
690  * The rest of it is defined in kern/kern_mbuf.c
691  */
692 extern uma_zone_t       zone_mbuf;
693 extern uma_zone_t       zone_clust;
694 extern uma_zone_t       zone_pack;
695 extern uma_zone_t       zone_jumbop;
696 extern uma_zone_t       zone_jumbo9;
697 extern uma_zone_t       zone_jumbo16;
698 extern uma_zone_t       zone_extpgs;
699
700 void             mb_dupcl(struct mbuf *, struct mbuf *);
701 void             mb_free_ext(struct mbuf *);
702 void             mb_free_mext_pgs(struct mbuf *);
703 struct mbuf     *mb_alloc_ext_pgs(int, bool, m_ext_free_t);
704 int              mb_unmapped_compress(struct mbuf *m);
705 struct mbuf     *mb_unmapped_to_ext(struct mbuf *m);
706 void             mb_free_notready(struct mbuf *m, int count);
707 void             m_adj(struct mbuf *, int);
708 int              m_apply(struct mbuf *, int, int,
709                     int (*)(void *, void *, u_int), void *);
710 int              m_append(struct mbuf *, int, c_caddr_t);
711 void             m_cat(struct mbuf *, struct mbuf *);
712 void             m_catpkt(struct mbuf *, struct mbuf *);
713 int              m_clget(struct mbuf *m, int how);
714 void            *m_cljget(struct mbuf *m, int how, int size);
715 struct mbuf     *m_collapse(struct mbuf *, int, int);
716 void             m_copyback(struct mbuf *, int, int, c_caddr_t);
717 void             m_copydata(const struct mbuf *, int, int, caddr_t);
718 struct mbuf     *m_copym(struct mbuf *, int, int, int);
719 struct mbuf     *m_copypacket(struct mbuf *, int);
720 void             m_copy_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
721 struct mbuf     *m_copyup(struct mbuf *, int, int);
722 struct mbuf     *m_defrag(struct mbuf *, int);
723 void             m_demote_pkthdr(struct mbuf *);
724 void             m_demote(struct mbuf *, int, int);
725 struct mbuf     *m_devget(char *, int, int, struct ifnet *,
726                     void (*)(char *, caddr_t, u_int));
727 void             m_dispose_extcontrolm(struct mbuf *m);
728 struct mbuf     *m_dup(const struct mbuf *, int);
729 int              m_dup_pkthdr(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
730 void             m_extadd(struct mbuf *, char *, u_int, m_ext_free_t,
731                     void *, void *, int, int);
732 u_int            m_fixhdr(struct mbuf *);
733 struct mbuf     *m_fragment(struct mbuf *, int, int);
734 void             m_freem(struct mbuf *);
735 struct mbuf     *m_get2(int, int, short, int);
736 struct mbuf     *m_getjcl(int, short, int, int);
737 struct mbuf     *m_getm2(struct mbuf *, int, int, short, int);
738 struct mbuf     *m_getptr(struct mbuf *, int, int *);
739 u_int            m_length(struct mbuf *, struct mbuf **);
740 int              m_mbuftouio(struct uio *, const struct mbuf *, int);
741 int              m_unmappedtouio(const struct mbuf *, int, struct uio *, int);
742 void             m_move_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
743 int              m_pkthdr_init(struct mbuf *, int);
744 struct mbuf     *m_prepend(struct mbuf *, int, int);
745 void             m_print(const struct mbuf *, int);
746 struct mbuf     *m_pulldown(struct mbuf *, int, int, int *);
747 struct mbuf     *m_pullup(struct mbuf *, int);
748 int              m_sanity(struct mbuf *, int);
749 struct mbuf     *m_split(struct mbuf *, int, int);
750 struct mbuf     *m_uiotombuf(struct uio *, int, int, int, int);
751 struct mbuf     *m_unshare(struct mbuf *, int);
752 void             m_snd_tag_init(struct m_snd_tag *, struct ifnet *);
753 void             m_snd_tag_destroy(struct m_snd_tag *);
754
755 static __inline int
756 m_gettype(int size)
757 {
758         int type;
759
760         switch (size) {
761         case MSIZE:
762                 type = EXT_MBUF;
763                 break;
764         case MCLBYTES:
765                 type = EXT_CLUSTER;
766                 break;
767 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
768         case MJUMPAGESIZE:
769                 type = EXT_JUMBOP;
770                 break;
771 #endif
772         case MJUM9BYTES:
773                 type = EXT_JUMBO9;
774                 break;
775         case MJUM16BYTES:
776                 type = EXT_JUMBO16;
777                 break;
778         default:
779                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
780         }
781
782         return (type);
783 }
784
785 /*
786  * Associated an external reference counted buffer with an mbuf.
787  */
788 static __inline void
789 m_extaddref(struct mbuf *m, char *buf, u_int size, u_int *ref_cnt,
790     m_ext_free_t freef, void *arg1, void *arg2)
791 {
792
793         KASSERT(ref_cnt != NULL, ("%s: ref_cnt not provided", __func__));
794
795         atomic_add_int(ref_cnt, 1);
796         m->m_flags |= M_EXT;
797         m->m_ext.ext_buf = buf;
798         m->m_ext.ext_cnt = ref_cnt;
799         m->m_data = m->m_ext.ext_buf;
800         m->m_ext.ext_size = size;
801         m->m_ext.ext_free = freef;
802         m->m_ext.ext_arg1 = arg1;
803         m->m_ext.ext_arg2 = arg2;
804         m->m_ext.ext_type = EXT_EXTREF;
805         m->m_ext.ext_flags = 0;
806 }
807
808 static __inline uma_zone_t
809 m_getzone(int size)
810 {
811         uma_zone_t zone;
812
813         switch (size) {
814         case MCLBYTES:
815                 zone = zone_clust;
816                 break;
817 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
818         case MJUMPAGESIZE:
819                 zone = zone_jumbop;
820                 break;
821 #endif
822         case MJUM9BYTES:
823                 zone = zone_jumbo9;
824                 break;
825         case MJUM16BYTES:
826                 zone = zone_jumbo16;
827                 break;
828         default:
829                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
830         }
831
832         return (zone);
833 }
834
835 /*
836  * Initialize an mbuf with linear storage.
837  *
838  * Inline because the consumer text overhead will be roughly the same to
839  * initialize or call a function with this many parameters and M_PKTHDR
840  * should go away with constant propagation for !MGETHDR.
841  */
842 static __inline int
843 m_init(struct mbuf *m, int how, short type, int flags)
844 {
845         int error;
846
847         m->m_next = NULL;
848         m->m_nextpkt = NULL;
849         m->m_data = m->m_dat;
850         m->m_len = 0;
851         m->m_flags = flags;
852         m->m_type = type;
853         if (flags & M_PKTHDR)
854                 error = m_pkthdr_init(m, how);
855         else
856                 error = 0;
857
858         MBUF_PROBE5(m__init, m, how, type, flags, error);
859         return (error);
860 }
861
862 static __inline struct mbuf *
863 m_get(int how, short type)
864 {
865         struct mbuf *m;
866         struct mb_args args;
867
868         args.flags = 0;
869         args.type = type;
870         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
871         MBUF_PROBE3(m__get, how, type, m);
872         return (m);
873 }
874
875 static __inline struct mbuf *
876 m_gethdr(int how, short type)
877 {
878         struct mbuf *m;
879         struct mb_args args;
880
881         args.flags = M_PKTHDR;
882         args.type = type;
883         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
884         MBUF_PROBE3(m__gethdr, how, type, m);
885         return (m);
886 }
887
888 static __inline struct mbuf *
889 m_getcl(int how, short type, int flags)
890 {
891         struct mbuf *m;
892         struct mb_args args;
893
894         args.flags = flags;
895         args.type = type;
896         m = uma_zalloc_arg(zone_pack, &args, how);
897         MBUF_PROBE4(m__getcl, how, type, flags, m);
898         return (m);
899 }
900
901 /*
902  * XXX: m_cljset() is a dangerous API.  One must attach only a new,
903  * unreferenced cluster to an mbuf(9).  It is not possible to assert
904  * that, so care can be taken only by users of the API.
905  */
906 static __inline void
907 m_cljset(struct mbuf *m, void *cl, int type)
908 {
909         int size;
910
911         switch (type) {
912         case EXT_CLUSTER:
913                 size = MCLBYTES;
914                 break;
915 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
916         case EXT_JUMBOP:
917                 size = MJUMPAGESIZE;
918                 break;
919 #endif
920         case EXT_JUMBO9:
921                 size = MJUM9BYTES;
922                 break;
923         case EXT_JUMBO16:
924                 size = MJUM16BYTES;
925                 break;
926         default:
927                 panic("%s: unknown cluster type %d", __func__, type);
928                 break;
929         }
930
931         m->m_data = m->m_ext.ext_buf = cl;
932         m->m_ext.ext_free = m->m_ext.ext_arg1 = m->m_ext.ext_arg2 = NULL;
933         m->m_ext.ext_size = size;
934         m->m_ext.ext_type = type;
935         m->m_ext.ext_flags = EXT_FLAG_EMBREF;
936         m->m_ext.ext_count = 1;
937         m->m_flags |= M_EXT;
938         MBUF_PROBE3(m__cljset, m, cl, type);
939 }
940
941 static __inline void
942 m_chtype(struct mbuf *m, short new_type)
943 {
944
945         m->m_type = new_type;
946 }
947
948 static __inline void
949 m_clrprotoflags(struct mbuf *m)
950 {
951
952         while (m) {
953                 m->m_flags &= ~M_PROTOFLAGS;
954                 m = m->m_next;
955         }
956 }
957
958 static __inline struct mbuf *
959 m_last(struct mbuf *m)
960 {
961
962         while (m->m_next)
963                 m = m->m_next;
964         return (m);
965 }
966
967 static inline u_int
968 m_extrefcnt(struct mbuf *m)
969 {
970
971         KASSERT(m->m_flags & M_EXT, ("%s: M_EXT missing", __func__));
972
973         return ((m->m_ext.ext_flags & EXT_FLAG_EMBREF) ? m->m_ext.ext_count :
974             *m->m_ext.ext_cnt);
975 }
976
977 /*
978  * mbuf, cluster, and external object allocation macros (for compatibility
979  * purposes).
980  */
981 #define M_MOVE_PKTHDR(to, from) m_move_pkthdr((to), (from))
982 #define MGET(m, how, type)      ((m) = m_get((how), (type)))
983 #define MGETHDR(m, how, type)   ((m) = m_gethdr((how), (type)))
984 #define MCLGET(m, how)          m_clget((m), (how))
985 #define MEXTADD(m, buf, size, free, arg1, arg2, flags, type)            \
986     m_extadd((m), (char *)(buf), (size), (free), (arg1), (arg2),        \
987     (flags), (type))
988 #define m_getm(m, len, how, type)                                       \
989     m_getm2((m), (len), (how), (type), M_PKTHDR)
990
991 /*
992  * Evaluate TRUE if it's safe to write to the mbuf m's data region (this can
993  * be both the local data payload, or an external buffer area, depending on
994  * whether M_EXT is set).
995  */
996 #define M_WRITABLE(m)   (((m)->m_flags & (M_RDONLY | M_NOMAP)) == 0 &&  \
997                          (!(((m)->m_flags & M_EXT)) ||                  \
998                          (m_extrefcnt(m) == 1)))
999
1000 /* Check if the supplied mbuf has a packet header, or else panic. */
1001 #define M_ASSERTPKTHDR(m)                                               \
1002         KASSERT((m) != NULL && (m)->m_flags & M_PKTHDR,                 \
1003             ("%s: no mbuf packet header!", __func__))
1004
1005 /*
1006  * Ensure that the supplied mbuf is a valid, non-free mbuf.
1007  *
1008  * XXX: Broken at the moment.  Need some UMA magic to make it work again.
1009  */
1010 #define M_ASSERTVALID(m)                                                \
1011         KASSERT((((struct mbuf *)m)->m_flags & 0) == 0,                 \
1012             ("%s: attempted use of a free mbuf!", __func__))
1013
1014 /*
1015  * Return the address of the start of the buffer associated with an mbuf,
1016  * handling external storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
1017  */
1018 #define M_START(m)                                                      \
1019         (((m)->m_flags & M_NOMAP) ? NULL :                              \
1020          ((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_buf :                  \
1021          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? &(m)->m_pktdat[0] :                \
1022          &(m)->m_dat[0])
1023
1024 /*
1025  * Return the size of the buffer associated with an mbuf, handling external
1026  * storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
1027  */
1028 #define M_SIZE(m)                                                       \
1029         (((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_size :                 \
1030          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? MHLEN :                            \
1031          MLEN)
1032
1033 /*
1034  * Set the m_data pointer of a newly allocated mbuf to place an object of the
1035  * specified size at the end of the mbuf, longword aligned.
1036  *
1037  * NB: Historically, we had M_ALIGN(), MH_ALIGN(), and MEXT_ALIGN() as
1038  * separate macros, each asserting that it was called at the proper moment.
1039  * This required callers to themselves test the storage type and call the
1040  * right one.  Rather than require callers to be aware of those layout
1041  * decisions, we centralize here.
1042  */
1043 static __inline void
1044 m_align(struct mbuf *m, int len)
1045 {
1046 #ifdef INVARIANTS
1047         const char *msg = "%s: not a virgin mbuf";
1048 #endif
1049         int adjust;
1050
1051         KASSERT(m->m_data == M_START(m), (msg, __func__));
1052
1053         adjust = M_SIZE(m) - len;
1054         m->m_data += adjust &~ (sizeof(long)-1);
1055 }
1056
1057 #define M_ALIGN(m, len)         m_align(m, len)
1058 #define MH_ALIGN(m, len)        m_align(m, len)
1059 #define MEXT_ALIGN(m, len)      m_align(m, len)
1060
1061 /*
1062  * Compute the amount of space available before the current start of data in
1063  * an mbuf.
1064  *
1065  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
1066  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
1067  *
1068  * NB: In previous versions, M_LEADINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
1069  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
1070  * read-only as well.
1071  */
1072 #define M_LEADINGSPACE(m)                                               \
1073         (M_WRITABLE(m) ? ((m)->m_data - M_START(m)) : 0)
1074
1075 /*
1076  * Compute the amount of space available after the end of data in an mbuf.
1077  *
1078  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
1079  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
1080  *
1081  * NB: In previous versions, M_TRAILINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
1082  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
1083  * read-only as well.
1084  */
1085 #define M_TRAILINGSPACE(m)                                              \
1086         (M_WRITABLE(m) ?                                                \
1087             ((M_START(m) + M_SIZE(m)) - ((m)->m_data + (m)->m_len)) : 0)
1088
1089 /*
1090  * Arrange to prepend space of size plen to mbuf m.  If a new mbuf must be
1091  * allocated, how specifies whether to wait.  If the allocation fails, the
1092  * original mbuf chain is freed and m is set to NULL.
1093  */
1094 #define M_PREPEND(m, plen, how) do {                                    \
1095         struct mbuf **_mmp = &(m);                                      \
1096         struct mbuf *_mm = *_mmp;                                       \
1097         int _mplen = (plen);                                            \
1098         int __mhow = (how);                                             \
1099                                                                         \
1100         MBUF_CHECKSLEEP(how);                                           \
1101         if (M_LEADINGSPACE(_mm) >= _mplen) {                            \
1102                 _mm->m_data -= _mplen;                                  \
1103                 _mm->m_len += _mplen;                                   \
1104         } else                                                          \
1105                 _mm = m_prepend(_mm, _mplen, __mhow);                   \
1106         if (_mm != NULL && _mm->m_flags & M_PKTHDR)                     \
1107                 _mm->m_pkthdr.len += _mplen;                            \
1108         *_mmp = _mm;                                                    \
1109 } while (0)
1110
1111 /*
1112  * Change mbuf to new type.  This is a relatively expensive operation and
1113  * should be avoided.
1114  */
1115 #define MCHTYPE(m, t)   m_chtype((m), (t))
1116
1117 /* Return the rcvif of a packet header. */
1118 static __inline struct ifnet *
1119 m_rcvif(struct mbuf *m)
1120 {
1121
1122         M_ASSERTPKTHDR(m);
1123         if (m->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_SND_TAG)
1124                 return (NULL);
1125         return (m->m_pkthdr.rcvif);
1126 }
1127
1128 /* Length to m_copy to copy all. */
1129 #define M_COPYALL       1000000000
1130
1131 extern int              max_datalen;    /* MHLEN - max_hdr */
1132 extern int              max_hdr;        /* Largest link + protocol header */
1133 extern int              max_linkhdr;    /* Largest link-level header */
1134 extern int              max_protohdr;   /* Largest protocol header */
1135 extern int              nmbclusters;    /* Maximum number of clusters */
1136 extern bool             mb_use_ext_pgs; /* Use ext_pgs for sendfile */
1137
1138 /*-
1139  * Network packets may have annotations attached by affixing a list of
1140  * "packet tags" to the pkthdr structure.  Packet tags are dynamically
1141  * allocated semi-opaque data structures that have a fixed header
1142  * (struct m_tag) that specifies the size of the memory block and a
1143  * <cookie,type> pair that identifies it.  The cookie is a 32-bit unique
1144  * unsigned value used to identify a module or ABI.  By convention this value
1145  * is chosen as the date+time that the module is created, expressed as the
1146  * number of seconds since the epoch (e.g., using date -u +'%s').  The type
1147  * value is an ABI/module-specific value that identifies a particular
1148  * annotation and is private to the module.  For compatibility with systems
1149  * like OpenBSD that define packet tags w/o an ABI/module cookie, the value
1150  * PACKET_ABI_COMPAT is used to implement m_tag_get and m_tag_find
1151  * compatibility shim functions and several tag types are defined below.
1152  * Users that do not require compatibility should use a private cookie value
1153  * so that packet tag-related definitions can be maintained privately.
1154  *
1155  * Note that the packet tag returned by m_tag_alloc has the default memory
1156  * alignment implemented by malloc.  To reference private data one can use a
1157  * construct like:
1158  *
1159  *      struct m_tag *mtag = m_tag_alloc(...);
1160  *      struct foo *p = (struct foo *)(mtag+1);
1161  *
1162  * if the alignment of struct m_tag is sufficient for referencing members of
1163  * struct foo.  Otherwise it is necessary to embed struct m_tag within the
1164  * private data structure to insure proper alignment; e.g.,
1165  *
1166  *      struct foo {
1167  *              struct m_tag    tag;
1168  *              ...
1169  *      };
1170  *      struct foo *p = (struct foo *) m_tag_alloc(...);
1171  *      struct m_tag *mtag = &p->tag;
1172  */
1173
1174 /*
1175  * Persistent tags stay with an mbuf until the mbuf is reclaimed.  Otherwise
1176  * tags are expected to ``vanish'' when they pass through a network
1177  * interface.  For most interfaces this happens normally as the tags are
1178  * reclaimed when the mbuf is free'd.  However in some special cases
1179  * reclaiming must be done manually.  An example is packets that pass through
1180  * the loopback interface.  Also, one must be careful to do this when
1181  * ``turning around'' packets (e.g., icmp_reflect).
1182  *
1183  * To mark a tag persistent bit-or this flag in when defining the tag id.
1184  * The tag will then be treated as described above.
1185  */
1186 #define MTAG_PERSISTENT                         0x800
1187
1188 #define PACKET_TAG_NONE                         0  /* Nadda */
1189
1190 /* Packet tags for use with PACKET_ABI_COMPAT. */
1191 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_DONE                1  /* IPsec applied, in */
1192 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_DONE               2  /* IPsec applied, out */
1193 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_CRYPTO_DONE         3  /* NIC IPsec crypto done */
1194 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_CRYPTO_NEEDED      4  /* NIC IPsec crypto req'ed */
1195 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_COULD_DO_CRYPTO     5  /* NIC notifies IPsec */
1196 #define PACKET_TAG_IPSEC_PENDING_TDB            6  /* Reminder to do IPsec */
1197 #define PACKET_TAG_BRIDGE                       7  /* Bridge processing done */
1198 #define PACKET_TAG_GIF                          8  /* GIF processing done */
1199 #define PACKET_TAG_GRE                          9  /* GRE processing done */
1200 #define PACKET_TAG_IN_PACKET_CHECKSUM           10 /* NIC checksumming done */
1201 #define PACKET_TAG_ENCAP                        11 /* Encap.  processing */
1202 #define PACKET_TAG_IPSEC_SOCKET                 12 /* IPSEC socket ref */
1203 #define PACKET_TAG_IPSEC_HISTORY                13 /* IPSEC history */
1204 #define PACKET_TAG_IPV6_INPUT                   14 /* IPV6 input processing */
1205 #define PACKET_TAG_DUMMYNET                     15 /* dummynet info */
1206 #define PACKET_TAG_DIVERT                       17 /* divert info */
1207 #define PACKET_TAG_IPFORWARD                    18 /* ipforward info */
1208 #define PACKET_TAG_MACLABEL     (19 | MTAG_PERSISTENT) /* MAC label */
1209 #define PACKET_TAG_PF           (21 | MTAG_PERSISTENT) /* PF/ALTQ information */
1210 #define PACKET_TAG_RTSOCKFAM                    25 /* rtsock sa family */
1211 #define PACKET_TAG_IPOPTIONS                    27 /* Saved IP options */
1212 #define PACKET_TAG_CARP                         28 /* CARP info */
1213 #define PACKET_TAG_IPSEC_NAT_T_PORTS            29 /* two uint16_t */
1214 #define PACKET_TAG_ND_OUTGOING                  30 /* ND outgoing */
1215
1216 /* Specific cookies and tags. */
1217
1218 /* Packet tag routines. */
1219 struct m_tag    *m_tag_alloc(u_int32_t, int, int, int);
1220 void             m_tag_delete(struct mbuf *, struct m_tag *);
1221 void             m_tag_delete_chain(struct mbuf *, struct m_tag *);
1222 void             m_tag_free_default(struct m_tag *);
1223 struct m_tag    *m_tag_locate(struct mbuf *, u_int32_t, int, struct m_tag *);
1224 struct m_tag    *m_tag_copy(struct m_tag *, int);
1225 int              m_tag_copy_chain(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
1226 void             m_tag_delete_nonpersistent(struct mbuf *);
1227
1228 /*
1229  * Initialize the list of tags associated with an mbuf.
1230  */
1231 static __inline void
1232 m_tag_init(struct mbuf *m)
1233 {
1234
1235         SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
1236 }
1237
1238 /*
1239  * Set up the contents of a tag.  Note that this does not fill in the free
1240  * method; the caller is expected to do that.
1241  *
1242  * XXX probably should be called m_tag_init, but that was already taken.
1243  */
1244 static __inline void
1245 m_tag_setup(struct m_tag *t, u_int32_t cookie, int type, int len)
1246 {
1247
1248         t->m_tag_id = type;
1249         t->m_tag_len = len;
1250         t->m_tag_cookie = cookie;
1251 }
1252
1253 /*
1254  * Reclaim resources associated with a tag.
1255  */
1256 static __inline void
1257 m_tag_free(struct m_tag *t)
1258 {
1259
1260         (*t->m_tag_free)(t);
1261 }
1262
1263 /*
1264  * Return the first tag associated with an mbuf.
1265  */
1266 static __inline struct m_tag *
1267 m_tag_first(struct mbuf *m)
1268 {
1269
1270         return (SLIST_FIRST(&m->m_pkthdr.tags));
1271 }
1272
1273 /*
1274  * Return the next tag in the list of tags associated with an mbuf.
1275  */
1276 static __inline struct m_tag *
1277 m_tag_next(struct mbuf *m __unused, struct m_tag *t)
1278 {
1279
1280         return (SLIST_NEXT(t, m_tag_link));
1281 }
1282
1283 /*
1284  * Prepend a tag to the list of tags associated with an mbuf.
1285  */
1286 static __inline void
1287 m_tag_prepend(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1288 {
1289
1290         SLIST_INSERT_HEAD(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag_link);
1291 }
1292
1293 /*
1294  * Unlink a tag from the list of tags associated with an mbuf.
1295  */
1296 static __inline void
1297 m_tag_unlink(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1298 {
1299
1300         SLIST_REMOVE(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag, m_tag_link);
1301 }
1302
1303 /* These are for OpenBSD compatibility. */
1304 #define MTAG_ABI_COMPAT         0               /* compatibility ABI */
1305
1306 static __inline struct m_tag *
1307 m_tag_get(int type, int length, int wait)
1308 {
1309         return (m_tag_alloc(MTAG_ABI_COMPAT, type, length, wait));
1310 }
1311
1312 static __inline struct m_tag *
1313 m_tag_find(struct mbuf *m, int type, struct m_tag *start)
1314 {
1315         return (SLIST_EMPTY(&m->m_pkthdr.tags) ? (struct m_tag *)NULL :
1316             m_tag_locate(m, MTAG_ABI_COMPAT, type, start));
1317 }
1318
1319 static inline struct m_snd_tag *
1320 m_snd_tag_ref(struct m_snd_tag *mst)
1321 {
1322
1323         refcount_acquire(&mst->refcount);
1324         return (mst);
1325 }
1326
1327 static inline void
1328 m_snd_tag_rele(struct m_snd_tag *mst)
1329 {
1330
1331         if (refcount_release(&mst->refcount))
1332                 m_snd_tag_destroy(mst);
1333 }
1334
1335 static __inline struct mbuf *
1336 m_free(struct mbuf *m)
1337 {
1338         struct mbuf *n = m->m_next;
1339
1340         MBUF_PROBE1(m__free, m);
1341         if ((m->m_flags & (M_PKTHDR|M_NOFREE)) == (M_PKTHDR|M_NOFREE))
1342                 m_tag_delete_chain(m, NULL);
1343         if (m->m_flags & M_PKTHDR && m->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_SND_TAG)
1344                 m_snd_tag_rele(m->m_pkthdr.snd_tag);
1345         if (m->m_flags & M_EXT)
1346                 mb_free_ext(m);
1347         else if ((m->m_flags & M_NOFREE) == 0)
1348                 uma_zfree(zone_mbuf, m);
1349         return (n);
1350 }
1351
1352 static __inline int
1353 rt_m_getfib(struct mbuf *m)
1354 {
1355         KASSERT(m->m_flags & M_PKTHDR , ("Attempt to get FIB from non header mbuf."));
1356         return (m->m_pkthdr.fibnum);
1357 }
1358
1359 #define M_GETFIB(_m)   rt_m_getfib(_m)
1360
1361 #define M_SETFIB(_m, _fib) do {                                         \
1362         KASSERT((_m)->m_flags & M_PKTHDR, ("Attempt to set FIB on non header mbuf."));  \
1363         ((_m)->m_pkthdr.fibnum) = (_fib);                               \
1364 } while (0)
1365
1366 /* flags passed as first argument for "m_ether_tcpip_hash()" */
1367 #define MBUF_HASHFLAG_L2        (1 << 2)
1368 #define MBUF_HASHFLAG_L3        (1 << 3)
1369 #define MBUF_HASHFLAG_L4        (1 << 4)
1370
1371 /* mbuf hashing helper routines */
1372 uint32_t        m_ether_tcpip_hash_init(void);
1373 uint32_t        m_ether_tcpip_hash(const uint32_t, const struct mbuf *, const uint32_t);
1374
1375 #ifdef MBUF_PROFILING
1376  void m_profile(struct mbuf *m);
1377  #define M_PROFILE(m) m_profile(m)
1378 #else
1379  #define M_PROFILE(m)
1380 #endif
1381
1382 struct mbufq {
1383         STAILQ_HEAD(, mbuf)     mq_head;
1384         int                     mq_len;
1385         int                     mq_maxlen;
1386 };
1387
1388 static inline void
1389 mbufq_init(struct mbufq *mq, int maxlen)
1390 {
1391
1392         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1393         mq->mq_maxlen = maxlen;
1394         mq->mq_len = 0;
1395 }
1396
1397 static inline struct mbuf *
1398 mbufq_flush(struct mbufq *mq)
1399 {
1400         struct mbuf *m;
1401
1402         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1403         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1404         mq->mq_len = 0;
1405         return (m);
1406 }
1407
1408 static inline void
1409 mbufq_drain(struct mbufq *mq)
1410 {
1411         struct mbuf *m, *n;
1412
1413         n = mbufq_flush(mq);
1414         while ((m = n) != NULL) {
1415                 n = STAILQ_NEXT(m, m_stailqpkt);
1416                 m_freem(m);
1417         }
1418 }
1419
1420 static inline struct mbuf *
1421 mbufq_first(const struct mbufq *mq)
1422 {
1423
1424         return (STAILQ_FIRST(&mq->mq_head));
1425 }
1426
1427 static inline struct mbuf *
1428 mbufq_last(const struct mbufq *mq)
1429 {
1430
1431         return (STAILQ_LAST(&mq->mq_head, mbuf, m_stailqpkt));
1432 }
1433
1434 static inline int
1435 mbufq_full(const struct mbufq *mq)
1436 {
1437
1438         return (mq->mq_maxlen > 0 && mq->mq_len >= mq->mq_maxlen);
1439 }
1440
1441 static inline int
1442 mbufq_len(const struct mbufq *mq)
1443 {
1444
1445         return (mq->mq_len);
1446 }
1447
1448 static inline int
1449 mbufq_enqueue(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1450 {
1451
1452         if (mbufq_full(mq))
1453                 return (ENOBUFS);
1454         STAILQ_INSERT_TAIL(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1455         mq->mq_len++;
1456         return (0);
1457 }
1458
1459 static inline struct mbuf *
1460 mbufq_dequeue(struct mbufq *mq)
1461 {
1462         struct mbuf *m;
1463
1464         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1465         if (m) {
1466                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&mq->mq_head, m_stailqpkt);
1467                 m->m_nextpkt = NULL;
1468                 mq->mq_len--;
1469         }
1470         return (m);
1471 }
1472
1473 static inline void
1474 mbufq_prepend(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1475 {
1476
1477         STAILQ_INSERT_HEAD(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1478         mq->mq_len++;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * Note: this doesn't enforce the maximum list size for dst.
1483  */
1484 static inline void
1485 mbufq_concat(struct mbufq *mq_dst, struct mbufq *mq_src)
1486 {
1487
1488         mq_dst->mq_len += mq_src->mq_len;
1489         STAILQ_CONCAT(&mq_dst->mq_head, &mq_src->mq_head);
1490         mq_src->mq_len = 0;
1491 }
1492
1493 #ifdef _SYS_TIMESPEC_H_
1494 static inline void
1495 mbuf_tstmp2timespec(struct mbuf *m, struct timespec *ts)
1496 {
1497
1498         KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0, ("mbuf %p no M_PKTHDR", m));
1499         KASSERT((m->m_flags & (M_TSTMP|M_TSTMP_LRO)) != 0, ("mbuf %p no M_TSTMP or M_TSTMP_LRO", m));
1500         ts->tv_sec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp / 1000000000;
1501         ts->tv_nsec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp % 1000000000;
1502 }
1503 #endif
1504
1505 #ifdef NETDUMP
1506 /* Invoked from the netdump client code. */
1507 void    netdump_mbuf_drain(void);
1508 void    netdump_mbuf_dump(void);
1509 void    netdump_mbuf_reinit(int nmbuf, int nclust, int clsize);
1510 #endif
1511
1512 static inline bool
1513 mbuf_has_tls_session(struct mbuf *m)
1514 {
1515
1516         if (m->m_flags & M_NOMAP) {
1517                 MBUF_EXT_PGS_ASSERT(m);
1518                 if (m->m_ext.ext_pgs->tls != NULL) {
1519                         return (true);
1520                 }
1521         }
1522         return (false);
1523 }
1524
1525 #endif /* _KERNEL */
1526 #endif /* !_SYS_MBUF_H_ */