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