]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/sys/mbuf.h
Step 2.1: Build TLS workqueue from mbufs, not struct mbuf_ext_pgs.
[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 struct ktls_session;
233 struct socket;
234
235 /*
236  * Description of external storage mapped into mbuf; valid only if M_EXT is
237  * set.
238  * Size ILP32: 28
239  *       LP64: 48
240  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
241  * they are correct.
242  */
243 typedef void m_ext_free_t(struct mbuf *);
244 struct m_ext {
245         union {
246                 /*
247                  * If EXT_FLAG_EMBREF is set, then we use refcount in the
248                  * mbuf, the 'ext_count' member.  Otherwise, we have a
249                  * shadow copy and we use pointer 'ext_cnt'.  The original
250                  * mbuf is responsible to carry the pointer to free routine
251                  * and its arguments.  They aren't copied into shadows in
252                  * mb_dupcl() to avoid dereferencing next cachelines.
253                  */
254                 volatile u_int   ext_count;
255                 volatile u_int  *ext_cnt;
256         };
257         uint32_t         ext_size;      /* size of buffer, for ext_free */
258         uint32_t         ext_type:8,    /* type of external storage */
259                          ext_flags:24;  /* external storage mbuf flags */
260         union {
261                 struct {
262                         /*
263                          * Regular M_EXT mbuf:
264                          * o ext_buf always points to the external buffer.
265                          * o ext_free (below) and two optional arguments
266                          *   ext_arg1 and ext_arg2 store the free context for
267                          *   the external storage.  They are set only in the
268                          *   refcount carrying mbuf, the one with
269                          *   EXT_FLAG_EMBREF flag, with exclusion for
270                          *   EXT_EXTREF type, where the free context is copied
271                          *   into all mbufs that use same external storage.
272                          */
273                         char    *ext_buf;       /* start of buffer */
274 #define m_ext_copylen   offsetof(struct m_ext, ext_arg2)
275                         void    *ext_arg2;
276                 };
277                 struct {
278                         /*
279                          * Multi-page M_EXTPG mbuf:
280                          * o extpg_pa - page vector.
281                          * o extpg_trail and extpg_hdr - TLS trailer and
282                          *   header.
283                          * Uses ext_free and may also use ext_arg1.
284                          */
285                         vm_paddr_t      extpg_pa[MBUF_PEXT_MAX_PGS];
286                         char            extpg_trail[MBUF_PEXT_TRAIL_LEN];
287                         char            extpg_hdr[MBUF_PEXT_HDR_LEN];
288                         /* Pretend these 3 fields are part of mbuf itself. */
289 #define m_epg_pa        m_ext.extpg_pa
290 #define m_epg_trail     m_ext.extpg_trail
291 #define m_epg_hdr       m_ext.extpg_hdr
292 #define m_epg_copylen   offsetof(struct m_ext, ext_free)
293                 };
294         };
295         /*
296          * Free method and optional argument pointer, both
297          * used by M_EXT and M_EXTPG.
298          */
299         m_ext_free_t    *ext_free;
300         void            *ext_arg1;
301 };
302
303 /*
304  * The core of the mbuf object along with some shortcut defines for practical
305  * purposes.
306  */
307 struct mbuf {
308         /*
309          * Header present at the beginning of every mbuf.
310          * Size ILP32: 24
311          *      LP64: 32
312          * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure
313          * that they are correct.
314          */
315         union { /* next buffer in chain */
316                 struct mbuf             *m_next;
317                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slist;
318                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailq;
319         };
320         union { /* next chain in queue/record */
321                 struct mbuf             *m_nextpkt;
322                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slistpkt;
323                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailqpkt;
324         };
325         caddr_t          m_data;        /* location of data */
326         int32_t          m_len;         /* amount of data in this mbuf */
327         uint32_t         m_type:8,      /* type of data in this mbuf */
328                          m_flags:24;    /* flags; see below */
329 #if !defined(__LP64__)
330         uint32_t         m_pad;         /* pad for 64bit alignment */
331 #endif
332
333         /*
334          * A set of optional headers (packet header, external storage header)
335          * and internal data storage.  Historically, these arrays were sized
336          * to MHLEN (space left after a packet header) and MLEN (space left
337          * after only a regular mbuf header); they are now variable size in
338          * order to support future work on variable-size mbufs.
339          */
340         union {
341                 struct {
342                         union {
343                                 /* M_PKTHDR set. */
344                                 struct pkthdr   m_pkthdr;
345
346                                 /* M_EXTPG set.
347                                  * Multi-page M_EXTPG mbuf has its meta data
348                                  * split between the mbuf_ext_pgs structure
349                                  * and m_ext.  It carries vector of pages,
350                                  * optional header and trailer char vectors
351                                  * and pointers to socket/TLS data.
352                                  */
353                                 struct mbuf_ext_pgs {
354                                         /* Overall count of pages and count of
355                                          * pages with I/O pending. */
356                                         uint8_t npgs;
357                                         uint8_t nrdy;
358                                         /* TLS header and trailer lengths.
359                                          * The data itself resides in m_ext. */
360                                         uint8_t hdr_len;
361                                         uint8_t trail_len;
362                                         /* Offset into 1st page and lenght of
363                                          * data in the last page. */
364                                         uint16_t first_pg_off;
365                                         uint16_t last_pg_len;
366                                         uint8_t flags;
367 #define EPG_FLAG_ANON   0x1     /* Data can be encrypted in place. */
368 #define EPG_FLAG_2FREE  0x2     /* Scheduled for free. */
369                                         uint8_t record_type;
370                                         uint8_t spare[2];
371                                         int     enc_cnt;
372                                         struct ktls_session *tls;
373                                         struct socket   *so;
374                                         uint64_t        seqno;
375                                         STAILQ_ENTRY(mbuf) stailq;
376                                 } m_ext_pgs;
377                         };
378                         union {
379                                 /* M_EXT or M_EXTPG set. */
380                                 struct m_ext    m_ext;
381                                 /* M_PKTHDR set, neither M_EXT nor M_EXTPG. */
382                                 char            m_pktdat[0];
383                         };
384                 };
385                 char    m_dat[0];                       /* !M_PKTHDR, !M_EXT */
386         };
387 };
388
389 #ifdef _KERNEL
390 static inline int
391 mbuf_ext_pg_len(struct mbuf_ext_pgs *ext_pgs, int pidx, int pgoff)
392 {
393         KASSERT(pgoff == 0 || pidx == 0,
394             ("page %d with non-zero offset %d in %p", pidx, pgoff, ext_pgs));
395         if (pidx == ext_pgs->npgs - 1) {
396                 return (ext_pgs->last_pg_len);
397         } else {
398                 return (PAGE_SIZE - pgoff);
399         }
400 }
401
402 #ifdef INVARIANT_SUPPORT
403 void    mb_ext_pgs_check(struct mbuf *m);
404 #endif
405 #ifdef INVARIANTS
406 #define MBUF_EXT_PGS_ASSERT_SANITY(m)   mb_ext_pgs_check((m))
407 #else
408 #define MBUF_EXT_PGS_ASSERT_SANITY(m)
409 #endif
410 #endif
411
412 /*
413  * mbuf flags of global significance and layer crossing.
414  * Those of only protocol/layer specific significance are to be mapped
415  * to M_PROTO[1-11] and cleared at layer handoff boundaries.
416  * NB: Limited to the lower 24 bits.
417  */
418 #define M_EXT           0x00000001 /* has associated external storage */
419 #define M_PKTHDR        0x00000002 /* start of record */
420 #define M_EOR           0x00000004 /* end of record */
421 #define M_RDONLY        0x00000008 /* associated data is marked read-only */
422 #define M_BCAST         0x00000010 /* send/received as link-level broadcast */
423 #define M_MCAST         0x00000020 /* send/received as link-level multicast */
424 #define M_PROMISC       0x00000040 /* packet was not for us */
425 #define M_VLANTAG       0x00000080 /* ether_vtag is valid */
426 #define M_NOMAP         0x00000100 /* mbuf data is unmapped */
427 #define M_NOFREE        0x00000200 /* do not free mbuf, embedded in cluster */
428 #define M_TSTMP         0x00000400 /* rcv_tstmp field is valid */
429 #define M_TSTMP_HPREC   0x00000800 /* rcv_tstmp is high-prec, typically
430                                       hw-stamped on port (useful for IEEE 1588
431                                       and 802.1AS) */
432 #define M_TSTMP_LRO     0x00001000 /* Time LRO pushed in pkt is valid in (PH_loc) */
433
434 #define M_PROTO1        0x00002000 /* protocol-specific */
435 #define M_PROTO2        0x00004000 /* protocol-specific */
436 #define M_PROTO3        0x00008000 /* protocol-specific */
437 #define M_PROTO4        0x00010000 /* protocol-specific */
438 #define M_PROTO5        0x00020000 /* protocol-specific */
439 #define M_PROTO6        0x00040000 /* protocol-specific */
440 #define M_PROTO7        0x00080000 /* protocol-specific */
441 #define M_PROTO8        0x00100000 /* protocol-specific */
442 #define M_PROTO9        0x00200000 /* protocol-specific */
443 #define M_PROTO10       0x00400000 /* protocol-specific */
444 #define M_PROTO11       0x00800000 /* protocol-specific */
445
446 #define MB_DTOR_SKIP    0x1     /* don't pollute the cache by touching a freed mbuf */
447
448 /*
449  * Flags to purge when crossing layers.
450  */
451 #define M_PROTOFLAGS \
452     (M_PROTO1|M_PROTO2|M_PROTO3|M_PROTO4|M_PROTO5|M_PROTO6|M_PROTO7|M_PROTO8|\
453      M_PROTO9|M_PROTO10|M_PROTO11)
454
455 /*
456  * Flags preserved when copying m_pkthdr.
457  */
458 #define M_COPYFLAGS \
459     (M_PKTHDR|M_EOR|M_RDONLY|M_BCAST|M_MCAST|M_PROMISC|M_VLANTAG|M_TSTMP| \
460      M_TSTMP_HPREC|M_TSTMP_LRO|M_PROTOFLAGS)
461
462 /*
463  * Mbuf flag description for use with printf(9) %b identifier.
464  */
465 #define M_FLAG_BITS \
466     "\20\1M_EXT\2M_PKTHDR\3M_EOR\4M_RDONLY\5M_BCAST\6M_MCAST" \
467     "\7M_PROMISC\10M_VLANTAG\11M_NOMAP\12M_NOFREE\13M_TSTMP\14M_TSTMP_HPREC\15M_TSTMP_LRO"
468 #define M_FLAG_PROTOBITS \
469     "\16M_PROTO1\17M_PROTO2\20M_PROTO3\21M_PROTO4" \
470     "\22M_PROTO5\23M_PROTO6\24M_PROTO7\25M_PROTO8\26M_PROTO9" \
471     "\27M_PROTO10\28M_PROTO11"
472 #define M_FLAG_PRINTF (M_FLAG_BITS M_FLAG_PROTOBITS)
473
474 /*
475  * Network interface cards are able to hash protocol fields (such as IPv4
476  * addresses and TCP port numbers) classify packets into flows.  These flows
477  * can then be used to maintain ordering while delivering packets to the OS
478  * via parallel input queues, as well as to provide a stateless affinity
479  * model.  NIC drivers can pass up the hash via m->m_pkthdr.flowid, and set
480  * m_flag fields to indicate how the hash should be interpreted by the
481  * network stack.
482  *
483  * Most NICs support RSS, which provides ordering and explicit affinity, and
484  * use the hash m_flag bits to indicate what header fields were covered by
485  * the hash.  M_HASHTYPE_OPAQUE and M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH can be set by non-
486  * RSS cards or configurations that provide an opaque flow identifier, allowing
487  * for ordering and distribution without explicit affinity.  Additionally,
488  * M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH indicates that the flow identifier has hash
489  * properties.
490  *
491  * The meaning of the IPV6_EX suffix:
492  * "o  Home address from the home address option in the IPv6 destination
493  *     options header.  If the extension header is not present, use the Source
494  *     IPv6 Address.
495  *  o  IPv6 address that is contained in the Routing-Header-Type-2 from the
496  *     associated extension header.  If the extension header is not present,
497  *     use the Destination IPv6 Address."
498  * Quoted from:
499  * https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/network/rss-hashing-types#ndishashipv6ex
500  */
501 #define M_HASHTYPE_HASHPROP             0x80    /* has hash properties */
502 #define M_HASHTYPE_HASH(t)              (M_HASHTYPE_HASHPROP | (t))
503 /* Microsoft RSS standard hash types */
504 #define M_HASHTYPE_NONE                 0
505 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV4             M_HASHTYPE_HASH(1) /* IPv4 2-tuple */
506 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(2) /* TCPv4 4-tuple */
507 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6             M_HASHTYPE_HASH(3) /* IPv6 2-tuple */
508 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(4) /* TCPv6 4-tuple */
509 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6_EX          M_HASHTYPE_HASH(5) /* IPv6 2-tuple +
510                                                             * ext hdrs */
511 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(6) /* TCPv6 4-tuple +
512                                                             * ext hdrs */
513 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(7) /* IPv4 UDP 4-tuple*/
514 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(9) /* IPv6 UDP 4-tuple*/
515 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(10)/* IPv6 UDP 4-tuple +
516                                                             * ext hdrs */
517
518 #define M_HASHTYPE_OPAQUE               63      /* ordering, not affinity */
519 #define M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH          M_HASHTYPE_HASH(M_HASHTYPE_OPAQUE)
520                                                 /* ordering+hash, not affinity*/
521
522 #define M_HASHTYPE_CLEAR(m)     ((m)->m_pkthdr.rsstype = 0)
523 #define M_HASHTYPE_GET(m)       ((m)->m_pkthdr.rsstype)
524 #define M_HASHTYPE_SET(m, v)    ((m)->m_pkthdr.rsstype = (v))
525 #define M_HASHTYPE_TEST(m, v)   (M_HASHTYPE_GET(m) == (v))
526 #define M_HASHTYPE_ISHASH(m)    (M_HASHTYPE_GET(m) & M_HASHTYPE_HASHPROP)
527
528 /*
529  * External mbuf storage buffer types.
530  */
531 #define EXT_CLUSTER     1       /* mbuf cluster */
532 #define EXT_SFBUF       2       /* sendfile(2)'s sf_buf */
533 #define EXT_JUMBOP      3       /* jumbo cluster page sized */
534 #define EXT_JUMBO9      4       /* jumbo cluster 9216 bytes */
535 #define EXT_JUMBO16     5       /* jumbo cluster 16184 bytes */
536 #define EXT_PACKET      6       /* mbuf+cluster from packet zone */
537 #define EXT_MBUF        7       /* external mbuf reference */
538 #define EXT_RXRING      8       /* data in NIC receive ring */
539 #define EXT_PGS         9       /* array of unmapped pages */
540
541 #define EXT_VENDOR1     224     /* for vendor-internal use */
542 #define EXT_VENDOR2     225     /* for vendor-internal use */
543 #define EXT_VENDOR3     226     /* for vendor-internal use */
544 #define EXT_VENDOR4     227     /* for vendor-internal use */
545
546 #define EXT_EXP1        244     /* for experimental use */
547 #define EXT_EXP2        245     /* for experimental use */
548 #define EXT_EXP3        246     /* for experimental use */
549 #define EXT_EXP4        247     /* for experimental use */
550
551 #define EXT_NET_DRV     252     /* custom ext_buf provided by net driver(s) */
552 #define EXT_MOD_TYPE    253     /* custom module's ext_buf type */
553 #define EXT_DISPOSABLE  254     /* can throw this buffer away w/page flipping */
554 #define EXT_EXTREF      255     /* has externally maintained ext_cnt ptr */
555
556 /*
557  * Flags for external mbuf buffer types.
558  * NB: limited to the lower 24 bits.
559  */
560 #define EXT_FLAG_EMBREF         0x000001        /* embedded ext_count */
561 #define EXT_FLAG_EXTREF         0x000002        /* external ext_cnt, notyet */
562
563 #define EXT_FLAG_NOFREE         0x000010        /* don't free mbuf to pool, notyet */
564
565 #define EXT_FLAG_VENDOR1        0x010000        /* These flags are vendor */
566 #define EXT_FLAG_VENDOR2        0x020000        /* or submodule specific, */
567 #define EXT_FLAG_VENDOR3        0x040000        /* not used by mbuf code. */
568 #define EXT_FLAG_VENDOR4        0x080000        /* Set/read by submodule. */
569
570 #define EXT_FLAG_EXP1           0x100000        /* for experimental use */
571 #define EXT_FLAG_EXP2           0x200000        /* for experimental use */
572 #define EXT_FLAG_EXP3           0x400000        /* for experimental use */
573 #define EXT_FLAG_EXP4           0x800000        /* for experimental use */
574
575 /*
576  * EXT flag description for use with printf(9) %b identifier.
577  */
578 #define EXT_FLAG_BITS \
579     "\20\1EXT_FLAG_EMBREF\2EXT_FLAG_EXTREF\5EXT_FLAG_NOFREE" \
580     "\21EXT_FLAG_VENDOR1\22EXT_FLAG_VENDOR2\23EXT_FLAG_VENDOR3" \
581     "\24EXT_FLAG_VENDOR4\25EXT_FLAG_EXP1\26EXT_FLAG_EXP2\27EXT_FLAG_EXP3" \
582     "\30EXT_FLAG_EXP4"
583
584 #define MBUF_EXT_PGS_ASSERT(m)                                          \
585         KASSERT((((m)->m_flags & M_EXT) != 0) &&                        \
586             ((m)->m_ext.ext_type == EXT_PGS),                           \
587             ("%s: m %p !M_EXT or !EXT_PGS", __func__, m))
588
589 /*
590  * Flags indicating checksum, segmentation and other offload work to be
591  * done, or already done, by hardware or lower layers.  It is split into
592  * separate inbound and outbound flags.
593  *
594  * Outbound flags that are set by upper protocol layers requesting lower
595  * layers, or ideally the hardware, to perform these offloading tasks.
596  * For outbound packets this field and its flags can be directly tested
597  * against ifnet if_hwassist.
598  */
599 #define CSUM_IP                 0x00000001      /* IP header checksum offload */
600 #define CSUM_IP_UDP             0x00000002      /* UDP checksum offload */
601 #define CSUM_IP_TCP             0x00000004      /* TCP checksum offload */
602 #define CSUM_IP_SCTP            0x00000008      /* SCTP checksum offload */
603 #define CSUM_IP_TSO             0x00000010      /* TCP segmentation offload */
604 #define CSUM_IP_ISCSI           0x00000020      /* iSCSI checksum offload */
605
606 #define CSUM_IP6_UDP            0x00000200      /* UDP checksum offload */
607 #define CSUM_IP6_TCP            0x00000400      /* TCP checksum offload */
608 #define CSUM_IP6_SCTP           0x00000800      /* SCTP checksum offload */
609 #define CSUM_IP6_TSO            0x00001000      /* TCP segmentation offload */
610 #define CSUM_IP6_ISCSI          0x00002000      /* iSCSI checksum offload */
611
612 /* Inbound checksum support where the checksum was verified by hardware. */
613 #define CSUM_L3_CALC            0x01000000      /* calculated layer 3 csum */
614 #define CSUM_L3_VALID           0x02000000      /* checksum is correct */
615 #define CSUM_L4_CALC            0x04000000      /* calculated layer 4 csum */
616 #define CSUM_L4_VALID           0x08000000      /* checksum is correct */
617 #define CSUM_L5_CALC            0x10000000      /* calculated layer 5 csum */
618 #define CSUM_L5_VALID           0x20000000      /* checksum is correct */
619 #define CSUM_COALESCED          0x40000000      /* contains merged segments */
620
621 #define CSUM_SND_TAG            0x80000000      /* Packet header has send tag */
622
623 /*
624  * CSUM flag description for use with printf(9) %b identifier.
625  */
626 #define CSUM_BITS \
627     "\20\1CSUM_IP\2CSUM_IP_UDP\3CSUM_IP_TCP\4CSUM_IP_SCTP\5CSUM_IP_TSO" \
628     "\6CSUM_IP_ISCSI" \
629     "\12CSUM_IP6_UDP\13CSUM_IP6_TCP\14CSUM_IP6_SCTP\15CSUM_IP6_TSO" \
630     "\16CSUM_IP6_ISCSI" \
631     "\31CSUM_L3_CALC\32CSUM_L3_VALID\33CSUM_L4_CALC\34CSUM_L4_VALID" \
632     "\35CSUM_L5_CALC\36CSUM_L5_VALID\37CSUM_COALESCED\40CSUM_SND_TAG"
633
634 /* CSUM flags compatibility mappings. */
635 #define CSUM_IP_CHECKED         CSUM_L3_CALC
636 #define CSUM_IP_VALID           CSUM_L3_VALID
637 #define CSUM_DATA_VALID         CSUM_L4_VALID
638 #define CSUM_PSEUDO_HDR         CSUM_L4_CALC
639 #define CSUM_SCTP_VALID         CSUM_L4_VALID
640 #define CSUM_DELAY_DATA         (CSUM_TCP|CSUM_UDP)
641 #define CSUM_DELAY_IP           CSUM_IP         /* Only v4, no v6 IP hdr csum */
642 #define CSUM_DELAY_DATA_IPV6    (CSUM_TCP_IPV6|CSUM_UDP_IPV6)
643 #define CSUM_DATA_VALID_IPV6    CSUM_DATA_VALID
644 #define CSUM_TCP                CSUM_IP_TCP
645 #define CSUM_UDP                CSUM_IP_UDP
646 #define CSUM_SCTP               CSUM_IP_SCTP
647 #define CSUM_TSO                (CSUM_IP_TSO|CSUM_IP6_TSO)
648 #define CSUM_UDP_IPV6           CSUM_IP6_UDP
649 #define CSUM_TCP_IPV6           CSUM_IP6_TCP
650 #define CSUM_SCTP_IPV6          CSUM_IP6_SCTP
651
652 /*
653  * mbuf types describing the content of the mbuf (including external storage).
654  */
655 #define MT_NOTMBUF      0       /* USED INTERNALLY ONLY! Object is not mbuf */
656 #define MT_DATA         1       /* dynamic (data) allocation */
657 #define MT_HEADER       MT_DATA /* packet header, use M_PKTHDR instead */
658
659 #define MT_VENDOR1      4       /* for vendor-internal use */
660 #define MT_VENDOR2      5       /* for vendor-internal use */
661 #define MT_VENDOR3      6       /* for vendor-internal use */
662 #define MT_VENDOR4      7       /* for vendor-internal use */
663
664 #define MT_SONAME       8       /* socket name */
665
666 #define MT_EXP1         9       /* for experimental use */
667 #define MT_EXP2         10      /* for experimental use */
668 #define MT_EXP3         11      /* for experimental use */
669 #define MT_EXP4         12      /* for experimental use */
670
671 #define MT_CONTROL      14      /* extra-data protocol message */
672 #define MT_EXTCONTROL   15      /* control message with externalized contents */
673 #define MT_OOBDATA      16      /* expedited data  */
674
675 #define MT_NOINIT       255     /* Not a type but a flag to allocate
676                                    a non-initialized mbuf */
677
678 /*
679  * String names of mbuf-related UMA(9) and malloc(9) types.  Exposed to
680  * !_KERNEL so that monitoring tools can look up the zones with
681  * libmemstat(3).
682  */
683 #define MBUF_MEM_NAME           "mbuf"
684 #define MBUF_CLUSTER_MEM_NAME   "mbuf_cluster"
685 #define MBUF_PACKET_MEM_NAME    "mbuf_packet"
686 #define MBUF_JUMBOP_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_page"
687 #define MBUF_JUMBO9_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_9k"
688 #define MBUF_JUMBO16_MEM_NAME   "mbuf_jumbo_16k"
689 #define MBUF_TAG_MEM_NAME       "mbuf_tag"
690 #define MBUF_EXTREFCNT_MEM_NAME "mbuf_ext_refcnt"
691 #define MBUF_EXTPGS_MEM_NAME    "mbuf_extpgs"
692
693 #ifdef _KERNEL
694
695 #ifdef WITNESS
696 #define MBUF_CHECKSLEEP(how) do {                                       \
697         if (how == M_WAITOK)                                            \
698                 WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, NULL,         \
699                     "Sleeping in \"%s\"", __func__);                    \
700 } while (0)
701 #else
702 #define MBUF_CHECKSLEEP(how)
703 #endif
704
705 /*
706  * Network buffer allocation API
707  *
708  * The rest of it is defined in kern/kern_mbuf.c
709  */
710 extern uma_zone_t       zone_mbuf;
711 extern uma_zone_t       zone_clust;
712 extern uma_zone_t       zone_pack;
713 extern uma_zone_t       zone_jumbop;
714 extern uma_zone_t       zone_jumbo9;
715 extern uma_zone_t       zone_jumbo16;
716 extern uma_zone_t       zone_extpgs;
717
718 void             mb_dupcl(struct mbuf *, struct mbuf *);
719 void             mb_free_ext(struct mbuf *);
720 void             mb_free_mext_pgs(struct mbuf *);
721 struct mbuf     *mb_alloc_ext_pgs(int, m_ext_free_t);
722 int              mb_unmapped_compress(struct mbuf *m);
723 struct mbuf     *mb_unmapped_to_ext(struct mbuf *m);
724 void             mb_free_notready(struct mbuf *m, int count);
725 void             m_adj(struct mbuf *, int);
726 int              m_apply(struct mbuf *, int, int,
727                     int (*)(void *, void *, u_int), void *);
728 int              m_append(struct mbuf *, int, c_caddr_t);
729 void             m_cat(struct mbuf *, struct mbuf *);
730 void             m_catpkt(struct mbuf *, struct mbuf *);
731 int              m_clget(struct mbuf *m, int how);
732 void            *m_cljget(struct mbuf *m, int how, int size);
733 struct mbuf     *m_collapse(struct mbuf *, int, int);
734 void             m_copyback(struct mbuf *, int, int, c_caddr_t);
735 void             m_copydata(const struct mbuf *, int, int, caddr_t);
736 struct mbuf     *m_copym(struct mbuf *, int, int, int);
737 struct mbuf     *m_copypacket(struct mbuf *, int);
738 void             m_copy_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
739 struct mbuf     *m_copyup(struct mbuf *, int, int);
740 struct mbuf     *m_defrag(struct mbuf *, int);
741 void             m_demote_pkthdr(struct mbuf *);
742 void             m_demote(struct mbuf *, int, int);
743 struct mbuf     *m_devget(char *, int, int, struct ifnet *,
744                     void (*)(char *, caddr_t, u_int));
745 void             m_dispose_extcontrolm(struct mbuf *m);
746 struct mbuf     *m_dup(const struct mbuf *, int);
747 int              m_dup_pkthdr(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
748 void             m_extadd(struct mbuf *, char *, u_int, m_ext_free_t,
749                     void *, void *, int, int);
750 u_int            m_fixhdr(struct mbuf *);
751 struct mbuf     *m_fragment(struct mbuf *, int, int);
752 void             m_freem(struct mbuf *);
753 struct mbuf     *m_get2(int, int, short, int);
754 struct mbuf     *m_getjcl(int, short, int, int);
755 struct mbuf     *m_getm2(struct mbuf *, int, int, short, int);
756 struct mbuf     *m_getptr(struct mbuf *, int, int *);
757 u_int            m_length(struct mbuf *, struct mbuf **);
758 int              m_mbuftouio(struct uio *, const struct mbuf *, int);
759 int              m_unmappedtouio(const struct mbuf *, int, struct uio *, int);
760 void             m_move_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
761 int              m_pkthdr_init(struct mbuf *, int);
762 struct mbuf     *m_prepend(struct mbuf *, int, int);
763 void             m_print(const struct mbuf *, int);
764 struct mbuf     *m_pulldown(struct mbuf *, int, int, int *);
765 struct mbuf     *m_pullup(struct mbuf *, int);
766 int              m_sanity(struct mbuf *, int);
767 struct mbuf     *m_split(struct mbuf *, int, int);
768 struct mbuf     *m_uiotombuf(struct uio *, int, int, int, int);
769 struct mbuf     *m_unshare(struct mbuf *, int);
770 void             m_snd_tag_init(struct m_snd_tag *, struct ifnet *);
771 void             m_snd_tag_destroy(struct m_snd_tag *);
772
773 static __inline int
774 m_gettype(int size)
775 {
776         int type;
777
778         switch (size) {
779         case MSIZE:
780                 type = EXT_MBUF;
781                 break;
782         case MCLBYTES:
783                 type = EXT_CLUSTER;
784                 break;
785 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
786         case MJUMPAGESIZE:
787                 type = EXT_JUMBOP;
788                 break;
789 #endif
790         case MJUM9BYTES:
791                 type = EXT_JUMBO9;
792                 break;
793         case MJUM16BYTES:
794                 type = EXT_JUMBO16;
795                 break;
796         default:
797                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
798         }
799
800         return (type);
801 }
802
803 /*
804  * Associated an external reference counted buffer with an mbuf.
805  */
806 static __inline void
807 m_extaddref(struct mbuf *m, char *buf, u_int size, u_int *ref_cnt,
808     m_ext_free_t freef, void *arg1, void *arg2)
809 {
810
811         KASSERT(ref_cnt != NULL, ("%s: ref_cnt not provided", __func__));
812
813         atomic_add_int(ref_cnt, 1);
814         m->m_flags |= M_EXT;
815         m->m_ext.ext_buf = buf;
816         m->m_ext.ext_cnt = ref_cnt;
817         m->m_data = m->m_ext.ext_buf;
818         m->m_ext.ext_size = size;
819         m->m_ext.ext_free = freef;
820         m->m_ext.ext_arg1 = arg1;
821         m->m_ext.ext_arg2 = arg2;
822         m->m_ext.ext_type = EXT_EXTREF;
823         m->m_ext.ext_flags = 0;
824 }
825
826 static __inline uma_zone_t
827 m_getzone(int size)
828 {
829         uma_zone_t zone;
830
831         switch (size) {
832         case MCLBYTES:
833                 zone = zone_clust;
834                 break;
835 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
836         case MJUMPAGESIZE:
837                 zone = zone_jumbop;
838                 break;
839 #endif
840         case MJUM9BYTES:
841                 zone = zone_jumbo9;
842                 break;
843         case MJUM16BYTES:
844                 zone = zone_jumbo16;
845                 break;
846         default:
847                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
848         }
849
850         return (zone);
851 }
852
853 /*
854  * Initialize an mbuf with linear storage.
855  *
856  * Inline because the consumer text overhead will be roughly the same to
857  * initialize or call a function with this many parameters and M_PKTHDR
858  * should go away with constant propagation for !MGETHDR.
859  */
860 static __inline int
861 m_init(struct mbuf *m, int how, short type, int flags)
862 {
863         int error;
864
865         m->m_next = NULL;
866         m->m_nextpkt = NULL;
867         m->m_data = m->m_dat;
868         m->m_len = 0;
869         m->m_flags = flags;
870         m->m_type = type;
871         if (flags & M_PKTHDR)
872                 error = m_pkthdr_init(m, how);
873         else
874                 error = 0;
875
876         MBUF_PROBE5(m__init, m, how, type, flags, error);
877         return (error);
878 }
879
880 static __inline struct mbuf *
881 m_get(int how, short type)
882 {
883         struct mbuf *m;
884         struct mb_args args;
885
886         args.flags = 0;
887         args.type = type;
888         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
889         MBUF_PROBE3(m__get, how, type, m);
890         return (m);
891 }
892
893 static __inline struct mbuf *
894 m_gethdr(int how, short type)
895 {
896         struct mbuf *m;
897         struct mb_args args;
898
899         args.flags = M_PKTHDR;
900         args.type = type;
901         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
902         MBUF_PROBE3(m__gethdr, how, type, m);
903         return (m);
904 }
905
906 static __inline struct mbuf *
907 m_getcl(int how, short type, int flags)
908 {
909         struct mbuf *m;
910         struct mb_args args;
911
912         args.flags = flags;
913         args.type = type;
914         m = uma_zalloc_arg(zone_pack, &args, how);
915         MBUF_PROBE4(m__getcl, how, type, flags, m);
916         return (m);
917 }
918
919 /*
920  * XXX: m_cljset() is a dangerous API.  One must attach only a new,
921  * unreferenced cluster to an mbuf(9).  It is not possible to assert
922  * that, so care can be taken only by users of the API.
923  */
924 static __inline void
925 m_cljset(struct mbuf *m, void *cl, int type)
926 {
927         int size;
928
929         switch (type) {
930         case EXT_CLUSTER:
931                 size = MCLBYTES;
932                 break;
933 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
934         case EXT_JUMBOP:
935                 size = MJUMPAGESIZE;
936                 break;
937 #endif
938         case EXT_JUMBO9:
939                 size = MJUM9BYTES;
940                 break;
941         case EXT_JUMBO16:
942                 size = MJUM16BYTES;
943                 break;
944         default:
945                 panic("%s: unknown cluster type %d", __func__, type);
946                 break;
947         }
948
949         m->m_data = m->m_ext.ext_buf = cl;
950         m->m_ext.ext_free = m->m_ext.ext_arg1 = m->m_ext.ext_arg2 = NULL;
951         m->m_ext.ext_size = size;
952         m->m_ext.ext_type = type;
953         m->m_ext.ext_flags = EXT_FLAG_EMBREF;
954         m->m_ext.ext_count = 1;
955         m->m_flags |= M_EXT;
956         MBUF_PROBE3(m__cljset, m, cl, type);
957 }
958
959 static __inline void
960 m_chtype(struct mbuf *m, short new_type)
961 {
962
963         m->m_type = new_type;
964 }
965
966 static __inline void
967 m_clrprotoflags(struct mbuf *m)
968 {
969
970         while (m) {
971                 m->m_flags &= ~M_PROTOFLAGS;
972                 m = m->m_next;
973         }
974 }
975
976 static __inline struct mbuf *
977 m_last(struct mbuf *m)
978 {
979
980         while (m->m_next)
981                 m = m->m_next;
982         return (m);
983 }
984
985 static inline u_int
986 m_extrefcnt(struct mbuf *m)
987 {
988
989         KASSERT(m->m_flags & M_EXT, ("%s: M_EXT missing", __func__));
990
991         return ((m->m_ext.ext_flags & EXT_FLAG_EMBREF) ? m->m_ext.ext_count :
992             *m->m_ext.ext_cnt);
993 }
994
995 /*
996  * mbuf, cluster, and external object allocation macros (for compatibility
997  * purposes).
998  */
999 #define M_MOVE_PKTHDR(to, from) m_move_pkthdr((to), (from))
1000 #define MGET(m, how, type)      ((m) = m_get((how), (type)))
1001 #define MGETHDR(m, how, type)   ((m) = m_gethdr((how), (type)))
1002 #define MCLGET(m, how)          m_clget((m), (how))
1003 #define MEXTADD(m, buf, size, free, arg1, arg2, flags, type)            \
1004     m_extadd((m), (char *)(buf), (size), (free), (arg1), (arg2),        \
1005     (flags), (type))
1006 #define m_getm(m, len, how, type)                                       \
1007     m_getm2((m), (len), (how), (type), M_PKTHDR)
1008
1009 /*
1010  * Evaluate TRUE if it's safe to write to the mbuf m's data region (this can
1011  * be both the local data payload, or an external buffer area, depending on
1012  * whether M_EXT is set).
1013  */
1014 #define M_WRITABLE(m)   (((m)->m_flags & (M_RDONLY | M_NOMAP)) == 0 &&  \
1015                          (!(((m)->m_flags & M_EXT)) ||                  \
1016                          (m_extrefcnt(m) == 1)))
1017
1018 /* Check if the supplied mbuf has a packet header, or else panic. */
1019 #define M_ASSERTPKTHDR(m)                                               \
1020         KASSERT((m) != NULL && (m)->m_flags & M_PKTHDR,                 \
1021             ("%s: no mbuf packet header!", __func__))
1022
1023 /*
1024  * Ensure that the supplied mbuf is a valid, non-free mbuf.
1025  *
1026  * XXX: Broken at the moment.  Need some UMA magic to make it work again.
1027  */
1028 #define M_ASSERTVALID(m)                                                \
1029         KASSERT((((struct mbuf *)m)->m_flags & 0) == 0,                 \
1030             ("%s: attempted use of a free mbuf!", __func__))
1031
1032 /*
1033  * Return the address of the start of the buffer associated with an mbuf,
1034  * handling external storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
1035  */
1036 #define M_START(m)                                                      \
1037         (((m)->m_flags & M_NOMAP) ? NULL :                              \
1038          ((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_buf :                  \
1039          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? &(m)->m_pktdat[0] :                \
1040          &(m)->m_dat[0])
1041
1042 /*
1043  * Return the size of the buffer associated with an mbuf, handling external
1044  * storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
1045  */
1046 #define M_SIZE(m)                                                       \
1047         (((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_size :                 \
1048          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? MHLEN :                            \
1049          MLEN)
1050
1051 /*
1052  * Set the m_data pointer of a newly allocated mbuf to place an object of the
1053  * specified size at the end of the mbuf, longword aligned.
1054  *
1055  * NB: Historically, we had M_ALIGN(), MH_ALIGN(), and MEXT_ALIGN() as
1056  * separate macros, each asserting that it was called at the proper moment.
1057  * This required callers to themselves test the storage type and call the
1058  * right one.  Rather than require callers to be aware of those layout
1059  * decisions, we centralize here.
1060  */
1061 static __inline void
1062 m_align(struct mbuf *m, int len)
1063 {
1064 #ifdef INVARIANTS
1065         const char *msg = "%s: not a virgin mbuf";
1066 #endif
1067         int adjust;
1068
1069         KASSERT(m->m_data == M_START(m), (msg, __func__));
1070
1071         adjust = M_SIZE(m) - len;
1072         m->m_data += adjust &~ (sizeof(long)-1);
1073 }
1074
1075 #define M_ALIGN(m, len)         m_align(m, len)
1076 #define MH_ALIGN(m, len)        m_align(m, len)
1077 #define MEXT_ALIGN(m, len)      m_align(m, len)
1078
1079 /*
1080  * Compute the amount of space available before the current start of data in
1081  * an mbuf.
1082  *
1083  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
1084  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
1085  *
1086  * NB: In previous versions, M_LEADINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
1087  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
1088  * read-only as well.
1089  */
1090 #define M_LEADINGSPACE(m)                                               \
1091         (M_WRITABLE(m) ? ((m)->m_data - M_START(m)) : 0)
1092
1093 /*
1094  * Compute the amount of space available after the end of data in an mbuf.
1095  *
1096  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
1097  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
1098  *
1099  * NB: In previous versions, M_TRAILINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
1100  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
1101  * read-only as well.
1102  */
1103 #define M_TRAILINGSPACE(m)                                              \
1104         (M_WRITABLE(m) ?                                                \
1105             ((M_START(m) + M_SIZE(m)) - ((m)->m_data + (m)->m_len)) : 0)
1106
1107 /*
1108  * Arrange to prepend space of size plen to mbuf m.  If a new mbuf must be
1109  * allocated, how specifies whether to wait.  If the allocation fails, the
1110  * original mbuf chain is freed and m is set to NULL.
1111  */
1112 #define M_PREPEND(m, plen, how) do {                                    \
1113         struct mbuf **_mmp = &(m);                                      \
1114         struct mbuf *_mm = *_mmp;                                       \
1115         int _mplen = (plen);                                            \
1116         int __mhow = (how);                                             \
1117                                                                         \
1118         MBUF_CHECKSLEEP(how);                                           \
1119         if (M_LEADINGSPACE(_mm) >= _mplen) {                            \
1120                 _mm->m_data -= _mplen;                                  \
1121                 _mm->m_len += _mplen;                                   \
1122         } else                                                          \
1123                 _mm = m_prepend(_mm, _mplen, __mhow);                   \
1124         if (_mm != NULL && _mm->m_flags & M_PKTHDR)                     \
1125                 _mm->m_pkthdr.len += _mplen;                            \
1126         *_mmp = _mm;                                                    \
1127 } while (0)
1128
1129 /*
1130  * Change mbuf to new type.  This is a relatively expensive operation and
1131  * should be avoided.
1132  */
1133 #define MCHTYPE(m, t)   m_chtype((m), (t))
1134
1135 /* Return the rcvif of a packet header. */
1136 static __inline struct ifnet *
1137 m_rcvif(struct mbuf *m)
1138 {
1139
1140         M_ASSERTPKTHDR(m);
1141         if (m->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_SND_TAG)
1142                 return (NULL);
1143         return (m->m_pkthdr.rcvif);
1144 }
1145
1146 /* Length to m_copy to copy all. */
1147 #define M_COPYALL       1000000000
1148
1149 extern int              max_datalen;    /* MHLEN - max_hdr */
1150 extern int              max_hdr;        /* Largest link + protocol header */
1151 extern int              max_linkhdr;    /* Largest link-level header */
1152 extern int              max_protohdr;   /* Largest protocol header */
1153 extern int              nmbclusters;    /* Maximum number of clusters */
1154 extern bool             mb_use_ext_pgs; /* Use ext_pgs for sendfile */
1155
1156 /*-
1157  * Network packets may have annotations attached by affixing a list of
1158  * "packet tags" to the pkthdr structure.  Packet tags are dynamically
1159  * allocated semi-opaque data structures that have a fixed header
1160  * (struct m_tag) that specifies the size of the memory block and a
1161  * <cookie,type> pair that identifies it.  The cookie is a 32-bit unique
1162  * unsigned value used to identify a module or ABI.  By convention this value
1163  * is chosen as the date+time that the module is created, expressed as the
1164  * number of seconds since the epoch (e.g., using date -u +'%s').  The type
1165  * value is an ABI/module-specific value that identifies a particular
1166  * annotation and is private to the module.  For compatibility with systems
1167  * like OpenBSD that define packet tags w/o an ABI/module cookie, the value
1168  * PACKET_ABI_COMPAT is used to implement m_tag_get and m_tag_find
1169  * compatibility shim functions and several tag types are defined below.
1170  * Users that do not require compatibility should use a private cookie value
1171  * so that packet tag-related definitions can be maintained privately.
1172  *
1173  * Note that the packet tag returned by m_tag_alloc has the default memory
1174  * alignment implemented by malloc.  To reference private data one can use a
1175  * construct like:
1176  *
1177  *      struct m_tag *mtag = m_tag_alloc(...);
1178  *      struct foo *p = (struct foo *)(mtag+1);
1179  *
1180  * if the alignment of struct m_tag is sufficient for referencing members of
1181  * struct foo.  Otherwise it is necessary to embed struct m_tag within the
1182  * private data structure to insure proper alignment; e.g.,
1183  *
1184  *      struct foo {
1185  *              struct m_tag    tag;
1186  *              ...
1187  *      };
1188  *      struct foo *p = (struct foo *) m_tag_alloc(...);
1189  *      struct m_tag *mtag = &p->tag;
1190  */
1191
1192 /*
1193  * Persistent tags stay with an mbuf until the mbuf is reclaimed.  Otherwise
1194  * tags are expected to ``vanish'' when they pass through a network
1195  * interface.  For most interfaces this happens normally as the tags are
1196  * reclaimed when the mbuf is free'd.  However in some special cases
1197  * reclaiming must be done manually.  An example is packets that pass through
1198  * the loopback interface.  Also, one must be careful to do this when
1199  * ``turning around'' packets (e.g., icmp_reflect).
1200  *
1201  * To mark a tag persistent bit-or this flag in when defining the tag id.
1202  * The tag will then be treated as described above.
1203  */
1204 #define MTAG_PERSISTENT                         0x800
1205
1206 #define PACKET_TAG_NONE                         0  /* Nadda */
1207
1208 /* Packet tags for use with PACKET_ABI_COMPAT. */
1209 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_DONE                1  /* IPsec applied, in */
1210 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_DONE               2  /* IPsec applied, out */
1211 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_CRYPTO_DONE         3  /* NIC IPsec crypto done */
1212 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_CRYPTO_NEEDED      4  /* NIC IPsec crypto req'ed */
1213 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_COULD_DO_CRYPTO     5  /* NIC notifies IPsec */
1214 #define PACKET_TAG_IPSEC_PENDING_TDB            6  /* Reminder to do IPsec */
1215 #define PACKET_TAG_BRIDGE                       7  /* Bridge processing done */
1216 #define PACKET_TAG_GIF                          8  /* GIF processing done */
1217 #define PACKET_TAG_GRE                          9  /* GRE processing done */
1218 #define PACKET_TAG_IN_PACKET_CHECKSUM           10 /* NIC checksumming done */
1219 #define PACKET_TAG_ENCAP                        11 /* Encap.  processing */
1220 #define PACKET_TAG_IPSEC_SOCKET                 12 /* IPSEC socket ref */
1221 #define PACKET_TAG_IPSEC_HISTORY                13 /* IPSEC history */
1222 #define PACKET_TAG_IPV6_INPUT                   14 /* IPV6 input processing */
1223 #define PACKET_TAG_DUMMYNET                     15 /* dummynet info */
1224 #define PACKET_TAG_DIVERT                       17 /* divert info */
1225 #define PACKET_TAG_IPFORWARD                    18 /* ipforward info */
1226 #define PACKET_TAG_MACLABEL     (19 | MTAG_PERSISTENT) /* MAC label */
1227 #define PACKET_TAG_PF           (21 | MTAG_PERSISTENT) /* PF/ALTQ information */
1228 #define PACKET_TAG_RTSOCKFAM                    25 /* rtsock sa family */
1229 #define PACKET_TAG_IPOPTIONS                    27 /* Saved IP options */
1230 #define PACKET_TAG_CARP                         28 /* CARP info */
1231 #define PACKET_TAG_IPSEC_NAT_T_PORTS            29 /* two uint16_t */
1232 #define PACKET_TAG_ND_OUTGOING                  30 /* ND outgoing */
1233
1234 /* Specific cookies and tags. */
1235
1236 /* Packet tag routines. */
1237 struct m_tag    *m_tag_alloc(u_int32_t, int, int, int);
1238 void             m_tag_delete(struct mbuf *, struct m_tag *);
1239 void             m_tag_delete_chain(struct mbuf *, struct m_tag *);
1240 void             m_tag_free_default(struct m_tag *);
1241 struct m_tag    *m_tag_locate(struct mbuf *, u_int32_t, int, struct m_tag *);
1242 struct m_tag    *m_tag_copy(struct m_tag *, int);
1243 int              m_tag_copy_chain(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
1244 void             m_tag_delete_nonpersistent(struct mbuf *);
1245
1246 /*
1247  * Initialize the list of tags associated with an mbuf.
1248  */
1249 static __inline void
1250 m_tag_init(struct mbuf *m)
1251 {
1252
1253         SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
1254 }
1255
1256 /*
1257  * Set up the contents of a tag.  Note that this does not fill in the free
1258  * method; the caller is expected to do that.
1259  *
1260  * XXX probably should be called m_tag_init, but that was already taken.
1261  */
1262 static __inline void
1263 m_tag_setup(struct m_tag *t, u_int32_t cookie, int type, int len)
1264 {
1265
1266         t->m_tag_id = type;
1267         t->m_tag_len = len;
1268         t->m_tag_cookie = cookie;
1269 }
1270
1271 /*
1272  * Reclaim resources associated with a tag.
1273  */
1274 static __inline void
1275 m_tag_free(struct m_tag *t)
1276 {
1277
1278         (*t->m_tag_free)(t);
1279 }
1280
1281 /*
1282  * Return the first tag associated with an mbuf.
1283  */
1284 static __inline struct m_tag *
1285 m_tag_first(struct mbuf *m)
1286 {
1287
1288         return (SLIST_FIRST(&m->m_pkthdr.tags));
1289 }
1290
1291 /*
1292  * Return the next tag in the list of tags associated with an mbuf.
1293  */
1294 static __inline struct m_tag *
1295 m_tag_next(struct mbuf *m __unused, struct m_tag *t)
1296 {
1297
1298         return (SLIST_NEXT(t, m_tag_link));
1299 }
1300
1301 /*
1302  * Prepend a tag to the list of tags associated with an mbuf.
1303  */
1304 static __inline void
1305 m_tag_prepend(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1306 {
1307
1308         SLIST_INSERT_HEAD(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag_link);
1309 }
1310
1311 /*
1312  * Unlink a tag from the list of tags associated with an mbuf.
1313  */
1314 static __inline void
1315 m_tag_unlink(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1316 {
1317
1318         SLIST_REMOVE(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag, m_tag_link);
1319 }
1320
1321 /* These are for OpenBSD compatibility. */
1322 #define MTAG_ABI_COMPAT         0               /* compatibility ABI */
1323
1324 static __inline struct m_tag *
1325 m_tag_get(int type, int length, int wait)
1326 {
1327         return (m_tag_alloc(MTAG_ABI_COMPAT, type, length, wait));
1328 }
1329
1330 static __inline struct m_tag *
1331 m_tag_find(struct mbuf *m, int type, struct m_tag *start)
1332 {
1333         return (SLIST_EMPTY(&m->m_pkthdr.tags) ? (struct m_tag *)NULL :
1334             m_tag_locate(m, MTAG_ABI_COMPAT, type, start));
1335 }
1336
1337 static inline struct m_snd_tag *
1338 m_snd_tag_ref(struct m_snd_tag *mst)
1339 {
1340
1341         refcount_acquire(&mst->refcount);
1342         return (mst);
1343 }
1344
1345 static inline void
1346 m_snd_tag_rele(struct m_snd_tag *mst)
1347 {
1348
1349         if (refcount_release(&mst->refcount))
1350                 m_snd_tag_destroy(mst);
1351 }
1352
1353 static __inline struct mbuf *
1354 m_free(struct mbuf *m)
1355 {
1356         struct mbuf *n = m->m_next;
1357
1358         MBUF_PROBE1(m__free, m);
1359         if ((m->m_flags & (M_PKTHDR|M_NOFREE)) == (M_PKTHDR|M_NOFREE))
1360                 m_tag_delete_chain(m, NULL);
1361         if (m->m_flags & M_PKTHDR && m->m_pkthdr.csum_flags & CSUM_SND_TAG)
1362                 m_snd_tag_rele(m->m_pkthdr.snd_tag);
1363         if (m->m_flags & M_EXT)
1364                 mb_free_ext(m);
1365         else if ((m->m_flags & M_NOFREE) == 0)
1366                 uma_zfree(zone_mbuf, m);
1367         return (n);
1368 }
1369
1370 static __inline int
1371 rt_m_getfib(struct mbuf *m)
1372 {
1373         KASSERT(m->m_flags & M_PKTHDR , ("Attempt to get FIB from non header mbuf."));
1374         return (m->m_pkthdr.fibnum);
1375 }
1376
1377 #define M_GETFIB(_m)   rt_m_getfib(_m)
1378
1379 #define M_SETFIB(_m, _fib) do {                                         \
1380         KASSERT((_m)->m_flags & M_PKTHDR, ("Attempt to set FIB on non header mbuf."));  \
1381         ((_m)->m_pkthdr.fibnum) = (_fib);                               \
1382 } while (0)
1383
1384 /* flags passed as first argument for "m_ether_tcpip_hash()" */
1385 #define MBUF_HASHFLAG_L2        (1 << 2)
1386 #define MBUF_HASHFLAG_L3        (1 << 3)
1387 #define MBUF_HASHFLAG_L4        (1 << 4)
1388
1389 /* mbuf hashing helper routines */
1390 uint32_t        m_ether_tcpip_hash_init(void);
1391 uint32_t        m_ether_tcpip_hash(const uint32_t, const struct mbuf *, const uint32_t);
1392
1393 #ifdef MBUF_PROFILING
1394  void m_profile(struct mbuf *m);
1395  #define M_PROFILE(m) m_profile(m)
1396 #else
1397  #define M_PROFILE(m)
1398 #endif
1399
1400 struct mbufq {
1401         STAILQ_HEAD(, mbuf)     mq_head;
1402         int                     mq_len;
1403         int                     mq_maxlen;
1404 };
1405
1406 static inline void
1407 mbufq_init(struct mbufq *mq, int maxlen)
1408 {
1409
1410         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1411         mq->mq_maxlen = maxlen;
1412         mq->mq_len = 0;
1413 }
1414
1415 static inline struct mbuf *
1416 mbufq_flush(struct mbufq *mq)
1417 {
1418         struct mbuf *m;
1419
1420         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1421         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1422         mq->mq_len = 0;
1423         return (m);
1424 }
1425
1426 static inline void
1427 mbufq_drain(struct mbufq *mq)
1428 {
1429         struct mbuf *m, *n;
1430
1431         n = mbufq_flush(mq);
1432         while ((m = n) != NULL) {
1433                 n = STAILQ_NEXT(m, m_stailqpkt);
1434                 m_freem(m);
1435         }
1436 }
1437
1438 static inline struct mbuf *
1439 mbufq_first(const struct mbufq *mq)
1440 {
1441
1442         return (STAILQ_FIRST(&mq->mq_head));
1443 }
1444
1445 static inline struct mbuf *
1446 mbufq_last(const struct mbufq *mq)
1447 {
1448
1449         return (STAILQ_LAST(&mq->mq_head, mbuf, m_stailqpkt));
1450 }
1451
1452 static inline int
1453 mbufq_full(const struct mbufq *mq)
1454 {
1455
1456         return (mq->mq_maxlen > 0 && mq->mq_len >= mq->mq_maxlen);
1457 }
1458
1459 static inline int
1460 mbufq_len(const struct mbufq *mq)
1461 {
1462
1463         return (mq->mq_len);
1464 }
1465
1466 static inline int
1467 mbufq_enqueue(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1468 {
1469
1470         if (mbufq_full(mq))
1471                 return (ENOBUFS);
1472         STAILQ_INSERT_TAIL(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1473         mq->mq_len++;
1474         return (0);
1475 }
1476
1477 static inline struct mbuf *
1478 mbufq_dequeue(struct mbufq *mq)
1479 {
1480         struct mbuf *m;
1481
1482         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1483         if (m) {
1484                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&mq->mq_head, m_stailqpkt);
1485                 m->m_nextpkt = NULL;
1486                 mq->mq_len--;
1487         }
1488         return (m);
1489 }
1490
1491 static inline void
1492 mbufq_prepend(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1493 {
1494
1495         STAILQ_INSERT_HEAD(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1496         mq->mq_len++;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * Note: this doesn't enforce the maximum list size for dst.
1501  */
1502 static inline void
1503 mbufq_concat(struct mbufq *mq_dst, struct mbufq *mq_src)
1504 {
1505
1506         mq_dst->mq_len += mq_src->mq_len;
1507         STAILQ_CONCAT(&mq_dst->mq_head, &mq_src->mq_head);
1508         mq_src->mq_len = 0;
1509 }
1510
1511 #ifdef _SYS_TIMESPEC_H_
1512 static inline void
1513 mbuf_tstmp2timespec(struct mbuf *m, struct timespec *ts)
1514 {
1515
1516         KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0, ("mbuf %p no M_PKTHDR", m));
1517         KASSERT((m->m_flags & (M_TSTMP|M_TSTMP_LRO)) != 0, ("mbuf %p no M_TSTMP or M_TSTMP_LRO", m));
1518         ts->tv_sec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp / 1000000000;
1519         ts->tv_nsec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp % 1000000000;
1520 }
1521 #endif
1522
1523 #ifdef DEBUGNET
1524 /* Invoked from the debugnet client code. */
1525 void    debugnet_mbuf_drain(void);
1526 void    debugnet_mbuf_start(void);
1527 void    debugnet_mbuf_finish(void);
1528 void    debugnet_mbuf_reinit(int nmbuf, int nclust, int clsize);
1529 #endif
1530
1531 static inline bool
1532 mbuf_has_tls_session(struct mbuf *m)
1533 {
1534
1535         if (m->m_flags & M_NOMAP) {
1536                 MBUF_EXT_PGS_ASSERT(m);
1537                 if (m->m_ext_pgs.tls != NULL) {
1538                         return (true);
1539                 }
1540         }
1541         return (false);
1542 }
1543
1544 #endif /* _KERNEL */
1545 #endif /* !_SYS_MBUF_H_ */