]> CyberLeo.Net >> Repos - FreeBSD/FreeBSD.git/blob - sys/netinet/tcp_syncache.c
Fix TCP IPv6 SYN cache kernel information disclosure.
[FreeBSD/FreeBSD.git] / sys / netinet / tcp_syncache.c
1 /*-
2  * SPDX-License-Identifier: BSD-2-Clause-FreeBSD
3  *
4  * Copyright (c) 2001 McAfee, Inc.
5  * Copyright (c) 2006,2013 Andre Oppermann, Internet Business Solutions AG
6  * All rights reserved.
7  *
8  * This software was developed for the FreeBSD Project by Jonathan Lemon
9  * and McAfee Research, the Security Research Division of McAfee, Inc. under
10  * DARPA/SPAWAR contract N66001-01-C-8035 ("CBOSS"), as part of the
11  * DARPA CHATS research program. [2001 McAfee, Inc.]
12  *
13  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
14  * modification, are permitted provided that the following conditions
15  * are met:
16  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
17  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
18  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
19  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
20  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
21  *
22  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE AUTHOR AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
23  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
24  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
25  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE AUTHOR OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
26  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
27  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
28  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
29  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
30  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
31  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
32  * SUCH DAMAGE.
33  */
34
35 #include <sys/cdefs.h>
36 __FBSDID("$FreeBSD$");
37
38 #include "opt_inet.h"
39 #include "opt_inet6.h"
40 #include "opt_ipsec.h"
41 #include "opt_pcbgroup.h"
42
43 #include <sys/param.h>
44 #include <sys/systm.h>
45 #include <sys/hash.h>
46 #include <sys/refcount.h>
47 #include <sys/kernel.h>
48 #include <sys/sysctl.h>
49 #include <sys/limits.h>
50 #include <sys/lock.h>
51 #include <sys/mutex.h>
52 #include <sys/malloc.h>
53 #include <sys/mbuf.h>
54 #include <sys/proc.h>           /* for proc0 declaration */
55 #include <sys/random.h>
56 #include <sys/socket.h>
57 #include <sys/socketvar.h>
58 #include <sys/syslog.h>
59 #include <sys/ucred.h>
60
61 #include <sys/md5.h>
62 #include <crypto/siphash/siphash.h>
63
64 #include <vm/uma.h>
65
66 #include <net/if.h>
67 #include <net/if_var.h>
68 #include <net/route.h>
69 #include <net/vnet.h>
70
71 #include <netinet/in.h>
72 #include <netinet/in_kdtrace.h>
73 #include <netinet/in_systm.h>
74 #include <netinet/ip.h>
75 #include <netinet/in_var.h>
76 #include <netinet/in_pcb.h>
77 #include <netinet/ip_var.h>
78 #include <netinet/ip_options.h>
79 #ifdef INET6
80 #include <netinet/ip6.h>
81 #include <netinet/icmp6.h>
82 #include <netinet6/nd6.h>
83 #include <netinet6/ip6_var.h>
84 #include <netinet6/in6_pcb.h>
85 #endif
86 #include <netinet/tcp.h>
87 #include <netinet/tcp_fastopen.h>
88 #include <netinet/tcp_fsm.h>
89 #include <netinet/tcp_seq.h>
90 #include <netinet/tcp_timer.h>
91 #include <netinet/tcp_var.h>
92 #include <netinet/tcp_syncache.h>
93 #ifdef INET6
94 #include <netinet6/tcp6_var.h>
95 #endif
96 #ifdef TCP_OFFLOAD
97 #include <netinet/toecore.h>
98 #endif
99
100 #include <netipsec/ipsec_support.h>
101
102 #include <machine/in_cksum.h>
103
104 #include <security/mac/mac_framework.h>
105
106 VNET_DEFINE_STATIC(int, tcp_syncookies) = 1;
107 #define V_tcp_syncookies                VNET(tcp_syncookies)
108 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, syncookies, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
109     &VNET_NAME(tcp_syncookies), 0,
110     "Use TCP SYN cookies if the syncache overflows");
111
112 VNET_DEFINE_STATIC(int, tcp_syncookiesonly) = 0;
113 #define V_tcp_syncookiesonly            VNET(tcp_syncookiesonly)
114 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, syncookies_only, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
115     &VNET_NAME(tcp_syncookiesonly), 0,
116     "Use only TCP SYN cookies");
117
118 VNET_DEFINE_STATIC(int, functions_inherit_listen_socket_stack) = 1;
119 #define V_functions_inherit_listen_socket_stack \
120     VNET(functions_inherit_listen_socket_stack)
121 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, functions_inherit_listen_socket_stack,
122     CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW,
123     &VNET_NAME(functions_inherit_listen_socket_stack), 0,
124     "Inherit listen socket's stack");
125
126 #ifdef TCP_OFFLOAD
127 #define ADDED_BY_TOE(sc) ((sc)->sc_tod != NULL)
128 #endif
129
130 static void      syncache_drop(struct syncache *, struct syncache_head *);
131 static void      syncache_free(struct syncache *);
132 static void      syncache_insert(struct syncache *, struct syncache_head *);
133 static int       syncache_respond(struct syncache *, struct syncache_head *,
134                     const struct mbuf *, int);
135 static struct    socket *syncache_socket(struct syncache *, struct socket *,
136                     struct mbuf *m);
137 static void      syncache_timeout(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch,
138                     int docallout);
139 static void      syncache_timer(void *);
140
141 static uint32_t  syncookie_mac(struct in_conninfo *, tcp_seq, uint8_t,
142                     uint8_t *, uintptr_t);
143 static tcp_seq   syncookie_generate(struct syncache_head *, struct syncache *);
144 static struct syncache
145                 *syncookie_lookup(struct in_conninfo *, struct syncache_head *,
146                     struct syncache *, struct tcphdr *, struct tcpopt *,
147                     struct socket *);
148 static void      syncookie_reseed(void *);
149 #ifdef INVARIANTS
150 static int       syncookie_cmp(struct in_conninfo *inc, struct syncache_head *sch,
151                     struct syncache *sc, struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
152                     struct socket *lso);
153 #endif
154
155 /*
156  * Transmit the SYN,ACK fewer times than TCP_MAXRXTSHIFT specifies.
157  * 3 retransmits corresponds to a timeout with default values of
158  * tcp_rexmit_initial * (             1 +
159  *                       tcp_backoff[1] +
160  *                       tcp_backoff[2] +
161  *                       tcp_backoff[3]) + 3 * tcp_rexmit_slop,
162  * 1000 ms * (1 + 2 + 4 + 8) +  3 * 200 ms = 15600 ms,
163  * the odds are that the user has given up attempting to connect by then.
164  */
165 #define SYNCACHE_MAXREXMTS              3
166
167 /* Arbitrary values */
168 #define TCP_SYNCACHE_HASHSIZE           512
169 #define TCP_SYNCACHE_BUCKETLIMIT        30
170
171 VNET_DEFINE_STATIC(struct tcp_syncache, tcp_syncache);
172 #define V_tcp_syncache                  VNET(tcp_syncache)
173
174 static SYSCTL_NODE(_net_inet_tcp, OID_AUTO, syncache, CTLFLAG_RW, 0,
175     "TCP SYN cache");
176
177 SYSCTL_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, bucketlimit, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RDTUN,
178     &VNET_NAME(tcp_syncache.bucket_limit), 0,
179     "Per-bucket hash limit for syncache");
180
181 SYSCTL_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, cachelimit, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RDTUN,
182     &VNET_NAME(tcp_syncache.cache_limit), 0,
183     "Overall entry limit for syncache");
184
185 SYSCTL_UMA_CUR(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, count, CTLFLAG_VNET,
186     &VNET_NAME(tcp_syncache.zone), "Current number of entries in syncache");
187
188 SYSCTL_UINT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, hashsize, CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RDTUN,
189     &VNET_NAME(tcp_syncache.hashsize), 0,
190     "Size of TCP syncache hashtable");
191
192 static int
193 sysctl_net_inet_tcp_syncache_rexmtlimit_check(SYSCTL_HANDLER_ARGS)
194 {
195         int error;
196         u_int new;
197
198         new = V_tcp_syncache.rexmt_limit;
199         error = sysctl_handle_int(oidp, &new, 0, req);
200         if ((error == 0) && (req->newptr != NULL)) {
201                 if (new > TCP_MAXRXTSHIFT)
202                         error = EINVAL;
203                 else
204                         V_tcp_syncache.rexmt_limit = new;
205         }
206         return (error);
207 }
208
209 SYSCTL_PROC(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, rexmtlimit,
210     CTLFLAG_VNET | CTLTYPE_UINT | CTLFLAG_RW,
211     &VNET_NAME(tcp_syncache.rexmt_limit), 0,
212     sysctl_net_inet_tcp_syncache_rexmtlimit_check, "UI",
213     "Limit on SYN/ACK retransmissions");
214
215 VNET_DEFINE(int, tcp_sc_rst_sock_fail) = 1;
216 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp_syncache, OID_AUTO, rst_on_sock_fail,
217     CTLFLAG_VNET | CTLFLAG_RW, &VNET_NAME(tcp_sc_rst_sock_fail), 0,
218     "Send reset on socket allocation failure");
219
220 static MALLOC_DEFINE(M_SYNCACHE, "syncache", "TCP syncache");
221
222 #define SCH_LOCK(sch)           mtx_lock(&(sch)->sch_mtx)
223 #define SCH_UNLOCK(sch)         mtx_unlock(&(sch)->sch_mtx)
224 #define SCH_LOCK_ASSERT(sch)    mtx_assert(&(sch)->sch_mtx, MA_OWNED)
225
226 /*
227  * Requires the syncache entry to be already removed from the bucket list.
228  */
229 static void
230 syncache_free(struct syncache *sc)
231 {
232
233         if (sc->sc_ipopts)
234                 (void) m_free(sc->sc_ipopts);
235         if (sc->sc_cred)
236                 crfree(sc->sc_cred);
237 #ifdef MAC
238         mac_syncache_destroy(&sc->sc_label);
239 #endif
240
241         uma_zfree(V_tcp_syncache.zone, sc);
242 }
243
244 void
245 syncache_init(void)
246 {
247         int i;
248
249         V_tcp_syncache.hashsize = TCP_SYNCACHE_HASHSIZE;
250         V_tcp_syncache.bucket_limit = TCP_SYNCACHE_BUCKETLIMIT;
251         V_tcp_syncache.rexmt_limit = SYNCACHE_MAXREXMTS;
252         V_tcp_syncache.hash_secret = arc4random();
253
254         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.syncache.hashsize",
255             &V_tcp_syncache.hashsize);
256         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.syncache.bucketlimit",
257             &V_tcp_syncache.bucket_limit);
258         if (!powerof2(V_tcp_syncache.hashsize) ||
259             V_tcp_syncache.hashsize == 0) {
260                 printf("WARNING: syncache hash size is not a power of 2.\n");
261                 V_tcp_syncache.hashsize = TCP_SYNCACHE_HASHSIZE;
262         }
263         V_tcp_syncache.hashmask = V_tcp_syncache.hashsize - 1;
264
265         /* Set limits. */
266         V_tcp_syncache.cache_limit =
267             V_tcp_syncache.hashsize * V_tcp_syncache.bucket_limit;
268         TUNABLE_INT_FETCH("net.inet.tcp.syncache.cachelimit",
269             &V_tcp_syncache.cache_limit);
270
271         /* Allocate the hash table. */
272         V_tcp_syncache.hashbase = malloc(V_tcp_syncache.hashsize *
273             sizeof(struct syncache_head), M_SYNCACHE, M_WAITOK | M_ZERO);
274
275 #ifdef VIMAGE
276         V_tcp_syncache.vnet = curvnet;
277 #endif
278
279         /* Initialize the hash buckets. */
280         for (i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
281                 TAILQ_INIT(&V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_bucket);
282                 mtx_init(&V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_mtx, "tcp_sc_head",
283                          NULL, MTX_DEF);
284                 callout_init_mtx(&V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_timer,
285                          &V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_mtx, 0);
286                 V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_length = 0;
287                 V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_sc = &V_tcp_syncache;
288                 V_tcp_syncache.hashbase[i].sch_last_overflow =
289                     -(SYNCOOKIE_LIFETIME + 1);
290         }
291
292         /* Create the syncache entry zone. */
293         V_tcp_syncache.zone = uma_zcreate("syncache", sizeof(struct syncache),
294             NULL, NULL, NULL, NULL, UMA_ALIGN_PTR, 0);
295         V_tcp_syncache.cache_limit = uma_zone_set_max(V_tcp_syncache.zone,
296             V_tcp_syncache.cache_limit);
297
298         /* Start the SYN cookie reseeder callout. */
299         callout_init(&V_tcp_syncache.secret.reseed, 1);
300         arc4rand(V_tcp_syncache.secret.key[0], SYNCOOKIE_SECRET_SIZE, 0);
301         arc4rand(V_tcp_syncache.secret.key[1], SYNCOOKIE_SECRET_SIZE, 0);
302         callout_reset(&V_tcp_syncache.secret.reseed, SYNCOOKIE_LIFETIME * hz,
303             syncookie_reseed, &V_tcp_syncache);
304 }
305
306 #ifdef VIMAGE
307 void
308 syncache_destroy(void)
309 {
310         struct syncache_head *sch;
311         struct syncache *sc, *nsc;
312         int i;
313
314         /*
315          * Stop the re-seed timer before freeing resources.  No need to
316          * possibly schedule it another time.
317          */
318         callout_drain(&V_tcp_syncache.secret.reseed);
319
320         /* Cleanup hash buckets: stop timers, free entries, destroy locks. */
321         for (i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
322
323                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[i];
324                 callout_drain(&sch->sch_timer);
325
326                 SCH_LOCK(sch);
327                 TAILQ_FOREACH_SAFE(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash, nsc)
328                         syncache_drop(sc, sch);
329                 SCH_UNLOCK(sch);
330                 KASSERT(TAILQ_EMPTY(&sch->sch_bucket),
331                     ("%s: sch->sch_bucket not empty", __func__));
332                 KASSERT(sch->sch_length == 0, ("%s: sch->sch_length %d not 0",
333                     __func__, sch->sch_length));
334                 mtx_destroy(&sch->sch_mtx);
335         }
336
337         KASSERT(uma_zone_get_cur(V_tcp_syncache.zone) == 0,
338             ("%s: cache_count not 0", __func__));
339
340         /* Free the allocated global resources. */
341         uma_zdestroy(V_tcp_syncache.zone);
342         free(V_tcp_syncache.hashbase, M_SYNCACHE);
343 }
344 #endif
345
346 /*
347  * Inserts a syncache entry into the specified bucket row.
348  * Locks and unlocks the syncache_head autonomously.
349  */
350 static void
351 syncache_insert(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch)
352 {
353         struct syncache *sc2;
354
355         SCH_LOCK(sch);
356
357         /*
358          * Make sure that we don't overflow the per-bucket limit.
359          * If the bucket is full, toss the oldest element.
360          */
361         if (sch->sch_length >= V_tcp_syncache.bucket_limit) {
362                 KASSERT(!TAILQ_EMPTY(&sch->sch_bucket),
363                         ("sch->sch_length incorrect"));
364                 sc2 = TAILQ_LAST(&sch->sch_bucket, sch_head);
365                 sch->sch_last_overflow = time_uptime;
366                 syncache_drop(sc2, sch);
367                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_bucketoverflow);
368         }
369
370         /* Put it into the bucket. */
371         TAILQ_INSERT_HEAD(&sch->sch_bucket, sc, sc_hash);
372         sch->sch_length++;
373
374 #ifdef TCP_OFFLOAD
375         if (ADDED_BY_TOE(sc)) {
376                 struct toedev *tod = sc->sc_tod;
377
378                 tod->tod_syncache_added(tod, sc->sc_todctx);
379         }
380 #endif
381
382         /* Reinitialize the bucket row's timer. */
383         if (sch->sch_length == 1)
384                 sch->sch_nextc = ticks + INT_MAX;
385         syncache_timeout(sc, sch, 1);
386
387         SCH_UNLOCK(sch);
388
389         TCPSTATES_INC(TCPS_SYN_RECEIVED);
390         TCPSTAT_INC(tcps_sc_added);
391 }
392
393 /*
394  * Remove and free entry from syncache bucket row.
395  * Expects locked syncache head.
396  */
397 static void
398 syncache_drop(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch)
399 {
400
401         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
402
403         TCPSTATES_DEC(TCPS_SYN_RECEIVED);
404         TAILQ_REMOVE(&sch->sch_bucket, sc, sc_hash);
405         sch->sch_length--;
406
407 #ifdef TCP_OFFLOAD
408         if (ADDED_BY_TOE(sc)) {
409                 struct toedev *tod = sc->sc_tod;
410
411                 tod->tod_syncache_removed(tod, sc->sc_todctx);
412         }
413 #endif
414
415         syncache_free(sc);
416 }
417
418 /*
419  * Engage/reengage time on bucket row.
420  */
421 static void
422 syncache_timeout(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch, int docallout)
423 {
424         int rexmt;
425
426         if (sc->sc_rxmits == 0)
427                 rexmt = tcp_rexmit_initial;
428         else
429                 TCPT_RANGESET(rexmt,
430                     tcp_rexmit_initial * tcp_backoff[sc->sc_rxmits],
431                     tcp_rexmit_min, TCPTV_REXMTMAX);
432         sc->sc_rxttime = ticks + rexmt;
433         sc->sc_rxmits++;
434         if (TSTMP_LT(sc->sc_rxttime, sch->sch_nextc)) {
435                 sch->sch_nextc = sc->sc_rxttime;
436                 if (docallout)
437                         callout_reset(&sch->sch_timer, sch->sch_nextc - ticks,
438                             syncache_timer, (void *)sch);
439         }
440 }
441
442 /*
443  * Walk the timer queues, looking for SYN,ACKs that need to be retransmitted.
444  * If we have retransmitted an entry the maximum number of times, expire it.
445  * One separate timer for each bucket row.
446  */
447 static void
448 syncache_timer(void *xsch)
449 {
450         struct syncache_head *sch = (struct syncache_head *)xsch;
451         struct syncache *sc, *nsc;
452         int tick = ticks;
453         char *s;
454
455         CURVNET_SET(sch->sch_sc->vnet);
456
457         /* NB: syncache_head has already been locked by the callout. */
458         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
459
460         /*
461          * In the following cycle we may remove some entries and/or
462          * advance some timeouts, so re-initialize the bucket timer.
463          */
464         sch->sch_nextc = tick + INT_MAX;
465
466         TAILQ_FOREACH_SAFE(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash, nsc) {
467                 /*
468                  * We do not check if the listen socket still exists
469                  * and accept the case where the listen socket may be
470                  * gone by the time we resend the SYN/ACK.  We do
471                  * not expect this to happens often. If it does,
472                  * then the RST will be sent by the time the remote
473                  * host does the SYN/ACK->ACK.
474                  */
475                 if (TSTMP_GT(sc->sc_rxttime, tick)) {
476                         if (TSTMP_LT(sc->sc_rxttime, sch->sch_nextc))
477                                 sch->sch_nextc = sc->sc_rxttime;
478                         continue;
479                 }
480                 if (sc->sc_rxmits > V_tcp_syncache.rexmt_limit) {
481                         if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
482                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Retransmits exhausted, "
483                                     "giving up and removing syncache entry\n",
484                                     s, __func__);
485                                 free(s, M_TCPLOG);
486                         }
487                         syncache_drop(sc, sch);
488                         TCPSTAT_INC(tcps_sc_stale);
489                         continue;
490                 }
491                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
492                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Response timeout, "
493                             "retransmitting (%u) SYN|ACK\n",
494                             s, __func__, sc->sc_rxmits);
495                         free(s, M_TCPLOG);
496                 }
497
498                 syncache_respond(sc, sch, NULL, TH_SYN|TH_ACK);
499                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_retransmitted);
500                 syncache_timeout(sc, sch, 0);
501         }
502         if (!TAILQ_EMPTY(&(sch)->sch_bucket))
503                 callout_reset(&(sch)->sch_timer, (sch)->sch_nextc - tick,
504                         syncache_timer, (void *)(sch));
505         CURVNET_RESTORE();
506 }
507
508 /*
509  * Find an entry in the syncache.
510  * Returns always with locked syncache_head plus a matching entry or NULL.
511  */
512 static struct syncache *
513 syncache_lookup(struct in_conninfo *inc, struct syncache_head **schp)
514 {
515         struct syncache *sc;
516         struct syncache_head *sch;
517         uint32_t hash;
518
519         /*
520          * The hash is built on foreign port + local port + foreign address.
521          * We rely on the fact that struct in_conninfo starts with 16 bits
522          * of foreign port, then 16 bits of local port then followed by 128
523          * bits of foreign address.  In case of IPv4 address, the first 3
524          * 32-bit words of the address always are zeroes.
525          */
526         hash = jenkins_hash32((uint32_t *)&inc->inc_ie, 5,
527             V_tcp_syncache.hash_secret) & V_tcp_syncache.hashmask;
528
529         sch = &V_tcp_syncache.hashbase[hash];
530         *schp = sch;
531         SCH_LOCK(sch);
532
533         /* Circle through bucket row to find matching entry. */
534         TAILQ_FOREACH(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash)
535                 if (bcmp(&inc->inc_ie, &sc->sc_inc.inc_ie,
536                     sizeof(struct in_endpoints)) == 0)
537                         break;
538
539         return (sc);    /* Always returns with locked sch. */
540 }
541
542 /*
543  * This function is called when we get a RST for a
544  * non-existent connection, so that we can see if the
545  * connection is in the syn cache.  If it is, zap it.
546  * If required send a challenge ACK.
547  */
548 void
549 syncache_chkrst(struct in_conninfo *inc, struct tcphdr *th, struct mbuf *m)
550 {
551         struct syncache *sc;
552         struct syncache_head *sch;
553         char *s = NULL;
554
555         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
556         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
557
558         /*
559          * Any RST to our SYN|ACK must not carry ACK, SYN or FIN flags.
560          * See RFC 793 page 65, section SEGMENT ARRIVES.
561          */
562         if (th->th_flags & (TH_ACK|TH_SYN|TH_FIN)) {
563                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
564                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious RST with ACK, SYN or "
565                             "FIN flag set, segment ignored\n", s, __func__);
566                 TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
567                 goto done;
568         }
569
570         /*
571          * No corresponding connection was found in syncache.
572          * If syncookies are enabled and possibly exclusively
573          * used, or we are under memory pressure, a valid RST
574          * may not find a syncache entry.  In that case we're
575          * done and no SYN|ACK retransmissions will happen.
576          * Otherwise the RST was misdirected or spoofed.
577          */
578         if (sc == NULL) {
579                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
580                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious RST without matching "
581                             "syncache entry (possibly syncookie only), "
582                             "segment ignored\n", s, __func__);
583                 TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
584                 goto done;
585         }
586
587         /*
588          * If the RST bit is set, check the sequence number to see
589          * if this is a valid reset segment.
590          *
591          * RFC 793 page 37:
592          *   In all states except SYN-SENT, all reset (RST) segments
593          *   are validated by checking their SEQ-fields.  A reset is
594          *   valid if its sequence number is in the window.
595          *
596          * RFC 793 page 69:
597          *   There are four cases for the acceptability test for an incoming
598          *   segment:
599          *
600          * Segment Receive  Test
601          * Length  Window
602          * ------- -------  -------------------------------------------
603          *    0       0     SEG.SEQ = RCV.NXT
604          *    0      >0     RCV.NXT =< SEG.SEQ < RCV.NXT+RCV.WND
605          *   >0       0     not acceptable
606          *   >0      >0     RCV.NXT =< SEG.SEQ < RCV.NXT+RCV.WND
607          *               or RCV.NXT =< SEG.SEQ+SEG.LEN-1 < RCV.NXT+RCV.WND
608          *
609          * Note that when receiving a SYN segment in the LISTEN state,
610          * IRS is set to SEG.SEQ and RCV.NXT is set to SEG.SEQ+1, as
611          * described in RFC 793, page 66.
612          */
613         if ((SEQ_GEQ(th->th_seq, sc->sc_irs + 1) &&
614             SEQ_LT(th->th_seq, sc->sc_irs + 1 + sc->sc_wnd)) ||
615             (sc->sc_wnd == 0 && th->th_seq == sc->sc_irs + 1)) {
616                 if (V_tcp_insecure_rst ||
617                     th->th_seq == sc->sc_irs + 1) {
618                         syncache_drop(sc, sch);
619                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
620                                 log(LOG_DEBUG,
621                                     "%s; %s: Our SYN|ACK was rejected, "
622                                     "connection attempt aborted by remote "
623                                     "endpoint\n",
624                                     s, __func__);
625                         TCPSTAT_INC(tcps_sc_reset);
626                 } else {
627                         TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
628                         /* Send challenge ACK. */
629                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
630                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: RST with invalid "
631                                     " SEQ %u != NXT %u (+WND %u), "
632                                     "sending challenge ACK\n",
633                                     s, __func__,
634                                     th->th_seq, sc->sc_irs + 1, sc->sc_wnd);
635                         syncache_respond(sc, sch, m, TH_ACK);
636                 }
637         } else {
638                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
639                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: RST with invalid SEQ %u != "
640                             "NXT %u (+WND %u), segment ignored\n",
641                             s, __func__,
642                             th->th_seq, sc->sc_irs + 1, sc->sc_wnd);
643                 TCPSTAT_INC(tcps_badrst);
644         }
645
646 done:
647         if (s != NULL)
648                 free(s, M_TCPLOG);
649         SCH_UNLOCK(sch);
650 }
651
652 void
653 syncache_badack(struct in_conninfo *inc)
654 {
655         struct syncache *sc;
656         struct syncache_head *sch;
657
658         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
659         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
660         if (sc != NULL) {
661                 syncache_drop(sc, sch);
662                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_badack);
663         }
664         SCH_UNLOCK(sch);
665 }
666
667 void
668 syncache_unreach(struct in_conninfo *inc, tcp_seq th_seq)
669 {
670         struct syncache *sc;
671         struct syncache_head *sch;
672
673         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
674         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
675         if (sc == NULL)
676                 goto done;
677
678         /* If the sequence number != sc_iss, then it's a bogus ICMP msg */
679         if (ntohl(th_seq) != sc->sc_iss)
680                 goto done;
681
682         /*
683          * If we've rertransmitted 3 times and this is our second error,
684          * we remove the entry.  Otherwise, we allow it to continue on.
685          * This prevents us from incorrectly nuking an entry during a
686          * spurious network outage.
687          *
688          * See tcp_notify().
689          */
690         if ((sc->sc_flags & SCF_UNREACH) == 0 || sc->sc_rxmits < 3 + 1) {
691                 sc->sc_flags |= SCF_UNREACH;
692                 goto done;
693         }
694         syncache_drop(sc, sch);
695         TCPSTAT_INC(tcps_sc_unreach);
696 done:
697         SCH_UNLOCK(sch);
698 }
699
700 /*
701  * Build a new TCP socket structure from a syncache entry.
702  *
703  * On success return the newly created socket with its underlying inp locked.
704  */
705 static struct socket *
706 syncache_socket(struct syncache *sc, struct socket *lso, struct mbuf *m)
707 {
708         struct tcp_function_block *blk;
709         struct inpcb *inp = NULL;
710         struct socket *so;
711         struct tcpcb *tp;
712         int error;
713         char *s;
714
715         INP_INFO_RLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
716
717         /*
718          * Ok, create the full blown connection, and set things up
719          * as they would have been set up if we had created the
720          * connection when the SYN arrived.  If we can't create
721          * the connection, abort it.
722          */
723         so = sonewconn(lso, 0);
724         if (so == NULL) {
725                 /*
726                  * Drop the connection; we will either send a RST or
727                  * have the peer retransmit its SYN again after its
728                  * RTO and try again.
729                  */
730                 TCPSTAT_INC(tcps_listendrop);
731                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
732                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Socket create failed "
733                             "due to limits or memory shortage\n",
734                             s, __func__);
735                         free(s, M_TCPLOG);
736                 }
737                 goto abort2;
738         }
739 #ifdef MAC
740         mac_socketpeer_set_from_mbuf(m, so);
741 #endif
742
743         inp = sotoinpcb(so);
744         inp->inp_inc.inc_fibnum = so->so_fibnum;
745         INP_WLOCK(inp);
746         /*
747          * Exclusive pcbinfo lock is not required in syncache socket case even
748          * if two inpcb locks can be acquired simultaneously:
749          *  - the inpcb in LISTEN state,
750          *  - the newly created inp.
751          *
752          * In this case, an inp cannot be at same time in LISTEN state and
753          * just created by an accept() call.
754          */
755         INP_HASH_WLOCK(&V_tcbinfo);
756
757         /* Insert new socket into PCB hash list. */
758         inp->inp_inc.inc_flags = sc->sc_inc.inc_flags;
759 #ifdef INET6
760         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
761                 inp->inp_vflag &= ~INP_IPV4;
762                 inp->inp_vflag |= INP_IPV6;
763                 inp->in6p_laddr = sc->sc_inc.inc6_laddr;
764         } else {
765                 inp->inp_vflag &= ~INP_IPV6;
766                 inp->inp_vflag |= INP_IPV4;
767 #endif
768                 inp->inp_laddr = sc->sc_inc.inc_laddr;
769 #ifdef INET6
770         }
771 #endif
772
773         /*
774          * If there's an mbuf and it has a flowid, then let's initialise the
775          * inp with that particular flowid.
776          */
777         if (m != NULL && M_HASHTYPE_GET(m) != M_HASHTYPE_NONE) {
778                 inp->inp_flowid = m->m_pkthdr.flowid;
779                 inp->inp_flowtype = M_HASHTYPE_GET(m);
780         }
781
782         /*
783          * Install in the reservation hash table for now, but don't yet
784          * install a connection group since the full 4-tuple isn't yet
785          * configured.
786          */
787         inp->inp_lport = sc->sc_inc.inc_lport;
788         if ((error = in_pcbinshash_nopcbgroup(inp)) != 0) {
789                 /*
790                  * Undo the assignments above if we failed to
791                  * put the PCB on the hash lists.
792                  */
793 #ifdef INET6
794                 if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
795                         inp->in6p_laddr = in6addr_any;
796                 else
797 #endif
798                         inp->inp_laddr.s_addr = INADDR_ANY;
799                 inp->inp_lport = 0;
800                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
801                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: in_pcbinshash failed "
802                             "with error %i\n",
803                             s, __func__, error);
804                         free(s, M_TCPLOG);
805                 }
806                 INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
807                 goto abort;
808         }
809 #ifdef INET6
810         if (inp->inp_vflag & INP_IPV6PROTO) {
811                 struct inpcb *oinp = sotoinpcb(lso);
812
813                 /*
814                  * Inherit socket options from the listening socket.
815                  * Note that in6p_inputopts are not (and should not be)
816                  * copied, since it stores previously received options and is
817                  * used to detect if each new option is different than the
818                  * previous one and hence should be passed to a user.
819                  * If we copied in6p_inputopts, a user would not be able to
820                  * receive options just after calling the accept system call.
821                  */
822                 inp->inp_flags |= oinp->inp_flags & INP_CONTROLOPTS;
823                 if (oinp->in6p_outputopts)
824                         inp->in6p_outputopts =
825                             ip6_copypktopts(oinp->in6p_outputopts, M_NOWAIT);
826         }
827
828         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
829                 struct in6_addr laddr6;
830                 struct sockaddr_in6 sin6;
831
832                 sin6.sin6_family = AF_INET6;
833                 sin6.sin6_len = sizeof(sin6);
834                 sin6.sin6_addr = sc->sc_inc.inc6_faddr;
835                 sin6.sin6_port = sc->sc_inc.inc_fport;
836                 sin6.sin6_flowinfo = sin6.sin6_scope_id = 0;
837                 laddr6 = inp->in6p_laddr;
838                 if (IN6_IS_ADDR_UNSPECIFIED(&inp->in6p_laddr))
839                         inp->in6p_laddr = sc->sc_inc.inc6_laddr;
840                 if ((error = in6_pcbconnect_mbuf(inp, (struct sockaddr *)&sin6,
841                     thread0.td_ucred, m)) != 0) {
842                         inp->in6p_laddr = laddr6;
843                         if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
844                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: in6_pcbconnect failed "
845                                     "with error %i\n",
846                                     s, __func__, error);
847                                 free(s, M_TCPLOG);
848                         }
849                         INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
850                         goto abort;
851                 }
852                 /* Override flowlabel from in6_pcbconnect. */
853                 inp->inp_flow &= ~IPV6_FLOWLABEL_MASK;
854                 inp->inp_flow |= sc->sc_flowlabel;
855         }
856 #endif /* INET6 */
857 #if defined(INET) && defined(INET6)
858         else
859 #endif
860 #ifdef INET
861         {
862                 struct in_addr laddr;
863                 struct sockaddr_in sin;
864
865                 inp->inp_options = (m) ? ip_srcroute(m) : NULL;
866                 
867                 if (inp->inp_options == NULL) {
868                         inp->inp_options = sc->sc_ipopts;
869                         sc->sc_ipopts = NULL;
870                 }
871
872                 sin.sin_family = AF_INET;
873                 sin.sin_len = sizeof(sin);
874                 sin.sin_addr = sc->sc_inc.inc_faddr;
875                 sin.sin_port = sc->sc_inc.inc_fport;
876                 bzero((caddr_t)sin.sin_zero, sizeof(sin.sin_zero));
877                 laddr = inp->inp_laddr;
878                 if (inp->inp_laddr.s_addr == INADDR_ANY)
879                         inp->inp_laddr = sc->sc_inc.inc_laddr;
880                 if ((error = in_pcbconnect_mbuf(inp, (struct sockaddr *)&sin,
881                     thread0.td_ucred, m)) != 0) {
882                         inp->inp_laddr = laddr;
883                         if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, NULL, NULL, NULL))) {
884                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: in_pcbconnect failed "
885                                     "with error %i\n",
886                                     s, __func__, error);
887                                 free(s, M_TCPLOG);
888                         }
889                         INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
890                         goto abort;
891                 }
892         }
893 #endif /* INET */
894 #if defined(IPSEC) || defined(IPSEC_SUPPORT)
895         /* Copy old policy into new socket's. */
896         if (ipsec_copy_pcbpolicy(sotoinpcb(lso), inp) != 0)
897                 printf("syncache_socket: could not copy policy\n");
898 #endif
899         INP_HASH_WUNLOCK(&V_tcbinfo);
900         tp = intotcpcb(inp);
901         tcp_state_change(tp, TCPS_SYN_RECEIVED);
902         tp->iss = sc->sc_iss;
903         tp->irs = sc->sc_irs;
904         tcp_rcvseqinit(tp);
905         tcp_sendseqinit(tp);
906         blk = sototcpcb(lso)->t_fb;
907         if (V_functions_inherit_listen_socket_stack && blk != tp->t_fb) {
908                 /*
909                  * Our parents t_fb was not the default,
910                  * we need to release our ref on tp->t_fb and 
911                  * pickup one on the new entry.
912                  */
913                 struct tcp_function_block *rblk;
914                 
915                 rblk = find_and_ref_tcp_fb(blk);
916                 KASSERT(rblk != NULL,
917                     ("cannot find blk %p out of syncache?", blk));
918                 if (tp->t_fb->tfb_tcp_fb_fini)
919                         (*tp->t_fb->tfb_tcp_fb_fini)(tp, 0);
920                 refcount_release(&tp->t_fb->tfb_refcnt);
921                 tp->t_fb = rblk;
922                 /*
923                  * XXXrrs this is quite dangerous, it is possible
924                  * for the new function to fail to init. We also
925                  * are not asking if the handoff_is_ok though at
926                  * the very start thats probalbly ok.
927                  */
928                 if (tp->t_fb->tfb_tcp_fb_init) {
929                         (*tp->t_fb->tfb_tcp_fb_init)(tp);
930                 }
931         }               
932         tp->snd_wl1 = sc->sc_irs;
933         tp->snd_max = tp->iss + 1;
934         tp->snd_nxt = tp->iss + 1;
935         tp->rcv_up = sc->sc_irs + 1;
936         tp->rcv_wnd = sc->sc_wnd;
937         tp->rcv_adv += tp->rcv_wnd;
938         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
939
940         tp->t_flags = sototcpcb(lso)->t_flags & (TF_NOPUSH|TF_NODELAY);
941         if (sc->sc_flags & SCF_NOOPT)
942                 tp->t_flags |= TF_NOOPT;
943         else {
944                 if (sc->sc_flags & SCF_WINSCALE) {
945                         tp->t_flags |= TF_REQ_SCALE|TF_RCVD_SCALE;
946                         tp->snd_scale = sc->sc_requested_s_scale;
947                         tp->request_r_scale = sc->sc_requested_r_scale;
948                 }
949                 if (sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) {
950                         tp->t_flags |= TF_REQ_TSTMP|TF_RCVD_TSTMP;
951                         tp->ts_recent = sc->sc_tsreflect;
952                         tp->ts_recent_age = tcp_ts_getticks();
953                         tp->ts_offset = sc->sc_tsoff;
954                 }
955 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
956                 if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE)
957                         tp->t_flags |= TF_SIGNATURE;
958 #endif
959                 if (sc->sc_flags & SCF_SACK)
960                         tp->t_flags |= TF_SACK_PERMIT;
961         }
962
963         if (sc->sc_flags & SCF_ECN)
964                 tp->t_flags |= TF_ECN_PERMIT;
965
966         /*
967          * Set up MSS and get cached values from tcp_hostcache.
968          * This might overwrite some of the defaults we just set.
969          */
970         tcp_mss(tp, sc->sc_peer_mss);
971
972         /*
973          * If the SYN,ACK was retransmitted, indicate that CWND to be
974          * limited to one segment in cc_conn_init().
975          * NB: sc_rxmits counts all SYN,ACK transmits, not just retransmits.
976          */
977         if (sc->sc_rxmits > 1)
978                 tp->snd_cwnd = 1;
979
980 #ifdef TCP_OFFLOAD
981         /*
982          * Allow a TOE driver to install its hooks.  Note that we hold the
983          * pcbinfo lock too and that prevents tcp_usr_accept from accepting a
984          * new connection before the TOE driver has done its thing.
985          */
986         if (ADDED_BY_TOE(sc)) {
987                 struct toedev *tod = sc->sc_tod;
988
989                 tod->tod_offload_socket(tod, sc->sc_todctx, so);
990         }
991 #endif
992         /*
993          * Copy and activate timers.
994          */
995         tp->t_keepinit = sototcpcb(lso)->t_keepinit;
996         tp->t_keepidle = sototcpcb(lso)->t_keepidle;
997         tp->t_keepintvl = sototcpcb(lso)->t_keepintvl;
998         tp->t_keepcnt = sototcpcb(lso)->t_keepcnt;
999         tcp_timer_activate(tp, TT_KEEP, TP_KEEPINIT(tp));
1000
1001         TCPSTAT_INC(tcps_accepts);
1002         return (so);
1003
1004 abort:
1005         INP_WUNLOCK(inp);
1006 abort2:
1007         if (so != NULL)
1008                 soabort(so);
1009         return (NULL);
1010 }
1011
1012 /*
1013  * This function gets called when we receive an ACK for a
1014  * socket in the LISTEN state.  We look up the connection
1015  * in the syncache, and if its there, we pull it out of
1016  * the cache and turn it into a full-blown connection in
1017  * the SYN-RECEIVED state.
1018  *
1019  * On syncache_socket() success the newly created socket
1020  * has its underlying inp locked.
1021  */
1022 int
1023 syncache_expand(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
1024     struct socket **lsop, struct mbuf *m)
1025 {
1026         struct syncache *sc;
1027         struct syncache_head *sch;
1028         struct syncache scs;
1029         char *s;
1030
1031         /*
1032          * Global TCP locks are held because we manipulate the PCB lists
1033          * and create a new socket.
1034          */
1035         INP_INFO_RLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
1036         KASSERT((th->th_flags & (TH_RST|TH_ACK|TH_SYN)) == TH_ACK,
1037             ("%s: can handle only ACK", __func__));
1038
1039         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked sch */
1040         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
1041
1042 #ifdef INVARIANTS
1043         /*
1044          * Test code for syncookies comparing the syncache stored
1045          * values with the reconstructed values from the cookie.
1046          */
1047         if (sc != NULL)
1048                 syncookie_cmp(inc, sch, sc, th, to, *lsop);
1049 #endif
1050
1051         if (sc == NULL) {
1052                 /*
1053                  * There is no syncache entry, so see if this ACK is
1054                  * a returning syncookie.  To do this, first:
1055                  *  A. Check if syncookies are used in case of syncache
1056                  *     overflows
1057                  *  B. See if this socket has had a syncache entry dropped in
1058                  *     the recent past. We don't want to accept a bogus
1059                  *     syncookie if we've never received a SYN or accept it
1060                  *     twice.
1061                  *  C. check that the syncookie is valid.  If it is, then
1062                  *     cobble up a fake syncache entry, and return.
1063                  */
1064                 if (!V_tcp_syncookies) {
1065                         SCH_UNLOCK(sch);
1066                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
1067                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious ACK, "
1068                                     "segment rejected (syncookies disabled)\n",
1069                                     s, __func__);
1070                         goto failed;
1071                 }
1072                 if (!V_tcp_syncookiesonly &&
1073                     sch->sch_last_overflow < time_uptime - SYNCOOKIE_LIFETIME) {
1074                         SCH_UNLOCK(sch);
1075                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
1076                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Spurious ACK, "
1077                                     "segment rejected (no syncache entry)\n",
1078                                     s, __func__);
1079                         goto failed;
1080                 }
1081                 bzero(&scs, sizeof(scs));
1082                 sc = syncookie_lookup(inc, sch, &scs, th, to, *lsop);
1083                 SCH_UNLOCK(sch);
1084                 if (sc == NULL) {
1085                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
1086                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Segment failed "
1087                                     "SYNCOOKIE authentication, segment rejected "
1088                                     "(probably spoofed)\n", s, __func__);
1089                         goto failed;
1090                 }
1091 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1092                 /* If received ACK has MD5 signature, check it. */
1093                 if ((to->to_flags & TOF_SIGNATURE) != 0 &&
1094                     (!TCPMD5_ENABLED() ||
1095                     TCPMD5_INPUT(m, th, to->to_signature) != 0)) {
1096                         /* Drop the ACK. */
1097                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL))) {
1098                                 log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Segment rejected, "
1099                                     "MD5 signature doesn't match.\n",
1100                                     s, __func__);
1101                                 free(s, M_TCPLOG);
1102                         }
1103                         TCPSTAT_INC(tcps_sig_err_sigopt);
1104                         return (-1); /* Do not send RST */
1105                 }
1106 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1107         } else {
1108 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1109                 /*
1110                  * If listening socket requested TCP digests, check that
1111                  * received ACK has signature and it is correct.
1112                  * If not, drop the ACK and leave sc entry in th cache,
1113                  * because SYN was received with correct signature.
1114                  */
1115                 if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE) {
1116                         if ((to->to_flags & TOF_SIGNATURE) == 0) {
1117                                 /* No signature */
1118                                 TCPSTAT_INC(tcps_sig_err_nosigopt);
1119                                 SCH_UNLOCK(sch);
1120                                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL))) {
1121                                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Segment "
1122                                             "rejected, MD5 signature wasn't "
1123                                             "provided.\n", s, __func__);
1124                                         free(s, M_TCPLOG);
1125                                 }
1126                                 return (-1); /* Do not send RST */
1127                         }
1128                         if (!TCPMD5_ENABLED() ||
1129                             TCPMD5_INPUT(m, th, to->to_signature) != 0) {
1130                                 /* Doesn't match or no SA */
1131                                 SCH_UNLOCK(sch);
1132                                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL))) {
1133                                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Segment "
1134                                             "rejected, MD5 signature doesn't "
1135                                             "match.\n", s, __func__);
1136                                         free(s, M_TCPLOG);
1137                                 }
1138                                 return (-1); /* Do not send RST */
1139                         }
1140                 }
1141 #endif /* TCP_SIGNATURE */
1142
1143                 /*
1144                  * RFC 7323 PAWS: If we have a timestamp on this segment and
1145                  * it's less than ts_recent, drop it.
1146                  * XXXMT: RFC 7323 also requires to send an ACK.
1147                  *        In tcp_input.c this is only done for TCP segments
1148                  *        with user data, so be consistent here and just drop
1149                  *        the segment.
1150                  */
1151                 if (sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP && to->to_flags & TOF_TS &&
1152                     TSTMP_LT(to->to_tsval, sc->sc_tsreflect)) {
1153                         SCH_UNLOCK(sch);
1154                         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL))) {
1155                                 log(LOG_DEBUG,
1156                                     "%s; %s: SEG.TSval %u < TS.Recent %u, "
1157                                     "segment dropped\n", s, __func__,
1158                                     to->to_tsval, sc->sc_tsreflect);
1159                                 free(s, M_TCPLOG);
1160                         }
1161                         return (-1);  /* Do not send RST */
1162                 }
1163
1164                 /*
1165                  * Pull out the entry to unlock the bucket row.
1166                  * 
1167                  * NOTE: We must decrease TCPS_SYN_RECEIVED count here, not
1168                  * tcp_state_change().  The tcpcb is not existent at this
1169                  * moment.  A new one will be allocated via syncache_socket->
1170                  * sonewconn->tcp_usr_attach in TCPS_CLOSED state, then
1171                  * syncache_socket() will change it to TCPS_SYN_RECEIVED.
1172                  */
1173                 TCPSTATES_DEC(TCPS_SYN_RECEIVED);
1174                 TAILQ_REMOVE(&sch->sch_bucket, sc, sc_hash);
1175                 sch->sch_length--;
1176 #ifdef TCP_OFFLOAD
1177                 if (ADDED_BY_TOE(sc)) {
1178                         struct toedev *tod = sc->sc_tod;
1179
1180                         tod->tod_syncache_removed(tod, sc->sc_todctx);
1181                 }
1182 #endif
1183                 SCH_UNLOCK(sch);
1184         }
1185
1186         /*
1187          * Segment validation:
1188          * ACK must match our initial sequence number + 1 (the SYN|ACK).
1189          */
1190         if (th->th_ack != sc->sc_iss + 1) {
1191                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
1192                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: ACK %u != ISS+1 %u, segment "
1193                             "rejected\n", s, __func__, th->th_ack, sc->sc_iss);
1194                 goto failed;
1195         }
1196
1197         /*
1198          * The SEQ must fall in the window starting at the received
1199          * initial receive sequence number + 1 (the SYN).
1200          */
1201         if (SEQ_LEQ(th->th_seq, sc->sc_irs) ||
1202             SEQ_GT(th->th_seq, sc->sc_irs + sc->sc_wnd)) {
1203                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
1204                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: SEQ %u != IRS+1 %u, segment "
1205                             "rejected\n", s, __func__, th->th_seq, sc->sc_irs);
1206                 goto failed;
1207         }
1208
1209         /*
1210          * If timestamps were not negotiated during SYN/ACK they
1211          * must not appear on any segment during this session.
1212          */
1213         if (!(sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) && (to->to_flags & TOF_TS)) {
1214                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)))
1215                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Timestamp not expected, "
1216                             "segment rejected\n", s, __func__);
1217                 goto failed;
1218         }
1219
1220         /*
1221          * If timestamps were negotiated during SYN/ACK they should
1222          * appear on every segment during this session.
1223          * XXXAO: This is only informal as there have been unverified
1224          * reports of non-compliants stacks.
1225          */
1226         if ((sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) && !(to->to_flags & TOF_TS)) {
1227                 if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL))) {
1228                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Timestamp missing, "
1229                             "no action\n", s, __func__);
1230                         free(s, M_TCPLOG);
1231                         s = NULL;
1232                 }
1233         }
1234
1235         *lsop = syncache_socket(sc, *lsop, m);
1236
1237         if (*lsop == NULL)
1238                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_aborted);
1239         else
1240                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_completed);
1241
1242 /* how do we find the inp for the new socket? */
1243         if (sc != &scs)
1244                 syncache_free(sc);
1245         return (1);
1246 failed:
1247         if (sc != NULL && sc != &scs)
1248                 syncache_free(sc);
1249         if (s != NULL)
1250                 free(s, M_TCPLOG);
1251         *lsop = NULL;
1252         return (0);
1253 }
1254
1255 static void
1256 syncache_tfo_expand(struct syncache *sc, struct socket **lsop, struct mbuf *m,
1257     uint64_t response_cookie)
1258 {
1259         struct inpcb *inp;
1260         struct tcpcb *tp;
1261         unsigned int *pending_counter;
1262
1263         /*
1264          * Global TCP locks are held because we manipulate the PCB lists
1265          * and create a new socket.
1266          */
1267         INP_INFO_RLOCK_ASSERT(&V_tcbinfo);
1268
1269         pending_counter = intotcpcb(sotoinpcb(*lsop))->t_tfo_pending;
1270         *lsop = syncache_socket(sc, *lsop, m);
1271         if (*lsop == NULL) {
1272                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_aborted);
1273                 atomic_subtract_int(pending_counter, 1);
1274         } else {
1275                 soisconnected(*lsop);
1276                 inp = sotoinpcb(*lsop);
1277                 tp = intotcpcb(inp);
1278                 tp->t_flags |= TF_FASTOPEN;
1279                 tp->t_tfo_cookie.server = response_cookie;
1280                 tp->snd_max = tp->iss;
1281                 tp->snd_nxt = tp->iss;
1282                 tp->t_tfo_pending = pending_counter;
1283                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_completed);
1284         }
1285 }
1286
1287 /*
1288  * Given a LISTEN socket and an inbound SYN request, add
1289  * this to the syn cache, and send back a segment:
1290  *      <SEQ=ISS><ACK=RCV_NXT><CTL=SYN,ACK>
1291  * to the source.
1292  *
1293  * IMPORTANT NOTE: We do _NOT_ ACK data that might accompany the SYN.
1294  * Doing so would require that we hold onto the data and deliver it
1295  * to the application.  However, if we are the target of a SYN-flood
1296  * DoS attack, an attacker could send data which would eventually
1297  * consume all available buffer space if it were ACKed.  By not ACKing
1298  * the data, we avoid this DoS scenario.
1299  *
1300  * The exception to the above is when a SYN with a valid TCP Fast Open (TFO)
1301  * cookie is processed and a new socket is created.  In this case, any data
1302  * accompanying the SYN will be queued to the socket by tcp_input() and will
1303  * be ACKed either when the application sends response data or the delayed
1304  * ACK timer expires, whichever comes first.
1305  */
1306 int
1307 syncache_add(struct in_conninfo *inc, struct tcpopt *to, struct tcphdr *th,
1308     struct inpcb *inp, struct socket **lsop, struct mbuf *m, void *tod,
1309     void *todctx)
1310 {
1311         struct tcpcb *tp;
1312         struct socket *so;
1313         struct syncache *sc = NULL;
1314         struct syncache_head *sch;
1315         struct mbuf *ipopts = NULL;
1316         u_int ltflags;
1317         int win, ip_ttl, ip_tos;
1318         char *s;
1319         int rv = 0;
1320 #ifdef INET6
1321         int autoflowlabel = 0;
1322 #endif
1323 #ifdef MAC
1324         struct label *maclabel;
1325 #endif
1326         struct syncache scs;
1327         struct ucred *cred;
1328         uint64_t tfo_response_cookie;
1329         unsigned int *tfo_pending = NULL;
1330         int tfo_cookie_valid = 0;
1331         int tfo_response_cookie_valid = 0;
1332
1333         INP_WLOCK_ASSERT(inp);                  /* listen socket */
1334         KASSERT((th->th_flags & (TH_RST|TH_ACK|TH_SYN)) == TH_SYN,
1335             ("%s: unexpected tcp flags", __func__));
1336
1337         /*
1338          * Combine all so/tp operations very early to drop the INP lock as
1339          * soon as possible.
1340          */
1341         so = *lsop;
1342         KASSERT(SOLISTENING(so), ("%s: %p not listening", __func__, so));
1343         tp = sototcpcb(so);
1344         cred = crhold(so->so_cred);
1345
1346 #ifdef INET6
1347         if ((inc->inc_flags & INC_ISIPV6) &&
1348             (inp->inp_flags & IN6P_AUTOFLOWLABEL))
1349                 autoflowlabel = 1;
1350 #endif
1351         ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;
1352         ip_tos = inp->inp_ip_tos;
1353         win = so->sol_sbrcv_hiwat;
1354         ltflags = (tp->t_flags & (TF_NOOPT | TF_SIGNATURE));
1355
1356         if (V_tcp_fastopen_server_enable && IS_FASTOPEN(tp->t_flags) &&
1357             (tp->t_tfo_pending != NULL) &&
1358             (to->to_flags & TOF_FASTOPEN)) {
1359                 /*
1360                  * Limit the number of pending TFO connections to
1361                  * approximately half of the queue limit.  This prevents TFO
1362                  * SYN floods from starving the service by filling the
1363                  * listen queue with bogus TFO connections.
1364                  */
1365                 if (atomic_fetchadd_int(tp->t_tfo_pending, 1) <=
1366                     (so->sol_qlimit / 2)) {
1367                         int result;
1368
1369                         result = tcp_fastopen_check_cookie(inc,
1370                             to->to_tfo_cookie, to->to_tfo_len,
1371                             &tfo_response_cookie);
1372                         tfo_cookie_valid = (result > 0);
1373                         tfo_response_cookie_valid = (result >= 0);
1374                 }
1375
1376                 /*
1377                  * Remember the TFO pending counter as it will have to be
1378                  * decremented below if we don't make it to syncache_tfo_expand().
1379                  */
1380                 tfo_pending = tp->t_tfo_pending;
1381         }
1382
1383         /* By the time we drop the lock these should no longer be used. */
1384         so = NULL;
1385         tp = NULL;
1386
1387 #ifdef MAC
1388         if (mac_syncache_init(&maclabel) != 0) {
1389                 INP_WUNLOCK(inp);
1390                 goto done;
1391         } else
1392                 mac_syncache_create(maclabel, inp);
1393 #endif
1394         if (!tfo_cookie_valid)
1395                 INP_WUNLOCK(inp);
1396
1397         /*
1398          * Remember the IP options, if any.
1399          */
1400 #ifdef INET6
1401         if (!(inc->inc_flags & INC_ISIPV6))
1402 #endif
1403 #ifdef INET
1404                 ipopts = (m) ? ip_srcroute(m) : NULL;
1405 #else
1406                 ipopts = NULL;
1407 #endif
1408
1409 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1410         /*
1411          * If listening socket requested TCP digests, check that received
1412          * SYN has signature and it is correct. If signature doesn't match
1413          * or TCP_SIGNATURE support isn't enabled, drop the packet.
1414          */
1415         if (ltflags & TF_SIGNATURE) {
1416                 if ((to->to_flags & TOF_SIGNATURE) == 0) {
1417                         TCPSTAT_INC(tcps_sig_err_nosigopt);
1418                         goto done;
1419                 }
1420                 if (!TCPMD5_ENABLED() ||
1421                     TCPMD5_INPUT(m, th, to->to_signature) != 0)
1422                         goto done;
1423         }
1424 #endif  /* TCP_SIGNATURE */
1425         /*
1426          * See if we already have an entry for this connection.
1427          * If we do, resend the SYN,ACK, and reset the retransmit timer.
1428          *
1429          * XXX: should the syncache be re-initialized with the contents
1430          * of the new SYN here (which may have different options?)
1431          *
1432          * XXX: We do not check the sequence number to see if this is a
1433          * real retransmit or a new connection attempt.  The question is
1434          * how to handle such a case; either ignore it as spoofed, or
1435          * drop the current entry and create a new one?
1436          */
1437         sc = syncache_lookup(inc, &sch);        /* returns locked entry */
1438         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
1439         if (sc != NULL) {
1440                 if (tfo_cookie_valid)
1441                         INP_WUNLOCK(inp);
1442                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_dupsyn);
1443                 if (ipopts) {
1444                         /*
1445                          * If we were remembering a previous source route,
1446                          * forget it and use the new one we've been given.
1447                          */
1448                         if (sc->sc_ipopts)
1449                                 (void) m_free(sc->sc_ipopts);
1450                         sc->sc_ipopts = ipopts;
1451                 }
1452                 /*
1453                  * Update timestamp if present.
1454                  */
1455                 if ((sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) && (to->to_flags & TOF_TS))
1456                         sc->sc_tsreflect = to->to_tsval;
1457                 else
1458                         sc->sc_flags &= ~SCF_TIMESTAMP;
1459 #ifdef MAC
1460                 /*
1461                  * Since we have already unconditionally allocated label
1462                  * storage, free it up.  The syncache entry will already
1463                  * have an initialized label we can use.
1464                  */
1465                 mac_syncache_destroy(&maclabel);
1466 #endif
1467                 TCP_PROBE5(receive, NULL, NULL, m, NULL, th);
1468                 /* Retransmit SYN|ACK and reset retransmit count. */
1469                 if ((s = tcp_log_addrs(&sc->sc_inc, th, NULL, NULL))) {
1470                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: Received duplicate SYN, "
1471                             "resetting timer and retransmitting SYN|ACK\n",
1472                             s, __func__);
1473                         free(s, M_TCPLOG);
1474                 }
1475                 if (syncache_respond(sc, sch, m, TH_SYN|TH_ACK) == 0) {
1476                         sc->sc_rxmits = 0;
1477                         syncache_timeout(sc, sch, 1);
1478                         TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1479                         TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1480                 }
1481                 SCH_UNLOCK(sch);
1482                 goto donenoprobe;
1483         }
1484
1485         if (tfo_cookie_valid) {
1486                 bzero(&scs, sizeof(scs));
1487                 sc = &scs;
1488                 goto skip_alloc;
1489         }
1490
1491         sc = uma_zalloc(V_tcp_syncache.zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
1492         if (sc == NULL) {
1493                 /*
1494                  * The zone allocator couldn't provide more entries.
1495                  * Treat this as if the cache was full; drop the oldest
1496                  * entry and insert the new one.
1497                  */
1498                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_zonefail);
1499                 if ((sc = TAILQ_LAST(&sch->sch_bucket, sch_head)) != NULL) {
1500                         sch->sch_last_overflow = time_uptime;
1501                         syncache_drop(sc, sch);
1502                 }
1503                 sc = uma_zalloc(V_tcp_syncache.zone, M_NOWAIT | M_ZERO);
1504                 if (sc == NULL) {
1505                         if (V_tcp_syncookies) {
1506                                 bzero(&scs, sizeof(scs));
1507                                 sc = &scs;
1508                         } else {
1509                                 SCH_UNLOCK(sch);
1510                                 if (ipopts)
1511                                         (void) m_free(ipopts);
1512                                 goto done;
1513                         }
1514                 }
1515         }
1516
1517 skip_alloc:
1518         if (!tfo_cookie_valid && tfo_response_cookie_valid)
1519                 sc->sc_tfo_cookie = &tfo_response_cookie;
1520
1521         /*
1522          * Fill in the syncache values.
1523          */
1524 #ifdef MAC
1525         sc->sc_label = maclabel;
1526 #endif
1527         sc->sc_cred = cred;
1528         cred = NULL;
1529         sc->sc_ipopts = ipopts;
1530         bcopy(inc, &sc->sc_inc, sizeof(struct in_conninfo));
1531 #ifdef INET6
1532         if (!(inc->inc_flags & INC_ISIPV6))
1533 #endif
1534         {
1535                 sc->sc_ip_tos = ip_tos;
1536                 sc->sc_ip_ttl = ip_ttl;
1537         }
1538 #ifdef TCP_OFFLOAD
1539         sc->sc_tod = tod;
1540         sc->sc_todctx = todctx;
1541 #endif
1542         sc->sc_irs = th->th_seq;
1543         sc->sc_iss = arc4random();
1544         sc->sc_flags = 0;
1545         sc->sc_flowlabel = 0;
1546
1547         /*
1548          * Initial receive window: clip sbspace to [0 .. TCP_MAXWIN].
1549          * win was derived from socket earlier in the function.
1550          */
1551         win = imax(win, 0);
1552         win = imin(win, TCP_MAXWIN);
1553         sc->sc_wnd = win;
1554
1555         if (V_tcp_do_rfc1323) {
1556                 /*
1557                  * A timestamp received in a SYN makes
1558                  * it ok to send timestamp requests and replies.
1559                  */
1560                 if (to->to_flags & TOF_TS) {
1561                         sc->sc_tsreflect = to->to_tsval;
1562                         sc->sc_flags |= SCF_TIMESTAMP;
1563                         sc->sc_tsoff = tcp_new_ts_offset(inc);
1564                 }
1565                 if (to->to_flags & TOF_SCALE) {
1566                         int wscale = 0;
1567
1568                         /*
1569                          * Pick the smallest possible scaling factor that
1570                          * will still allow us to scale up to sb_max, aka
1571                          * kern.ipc.maxsockbuf.
1572                          *
1573                          * We do this because there are broken firewalls that
1574                          * will corrupt the window scale option, leading to
1575                          * the other endpoint believing that our advertised
1576                          * window is unscaled.  At scale factors larger than
1577                          * 5 the unscaled window will drop below 1500 bytes,
1578                          * leading to serious problems when traversing these
1579                          * broken firewalls.
1580                          *
1581                          * With the default maxsockbuf of 256K, a scale factor
1582                          * of 3 will be chosen by this algorithm.  Those who
1583                          * choose a larger maxsockbuf should watch out
1584                          * for the compatibility problems mentioned above.
1585                          *
1586                          * RFC1323: The Window field in a SYN (i.e., a <SYN>
1587                          * or <SYN,ACK>) segment itself is never scaled.
1588                          */
1589                         while (wscale < TCP_MAX_WINSHIFT &&
1590                             (TCP_MAXWIN << wscale) < sb_max)
1591                                 wscale++;
1592                         sc->sc_requested_r_scale = wscale;
1593                         sc->sc_requested_s_scale = to->to_wscale;
1594                         sc->sc_flags |= SCF_WINSCALE;
1595                 }
1596         }
1597 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1598         /*
1599          * If listening socket requested TCP digests, flag this in the
1600          * syncache so that syncache_respond() will do the right thing
1601          * with the SYN+ACK.
1602          */
1603         if (ltflags & TF_SIGNATURE)
1604                 sc->sc_flags |= SCF_SIGNATURE;
1605 #endif  /* TCP_SIGNATURE */
1606         if (to->to_flags & TOF_SACKPERM)
1607                 sc->sc_flags |= SCF_SACK;
1608         if (to->to_flags & TOF_MSS)
1609                 sc->sc_peer_mss = to->to_mss;   /* peer mss may be zero */
1610         if (ltflags & TF_NOOPT)
1611                 sc->sc_flags |= SCF_NOOPT;
1612         if ((th->th_flags & (TH_ECE|TH_CWR)) && V_tcp_do_ecn)
1613                 sc->sc_flags |= SCF_ECN;
1614
1615         if (V_tcp_syncookies)
1616                 sc->sc_iss = syncookie_generate(sch, sc);
1617 #ifdef INET6
1618         if (autoflowlabel) {
1619                 if (V_tcp_syncookies)
1620                         sc->sc_flowlabel = sc->sc_iss;
1621                 else
1622                         sc->sc_flowlabel = ip6_randomflowlabel();
1623                 sc->sc_flowlabel = htonl(sc->sc_flowlabel) & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
1624         }
1625 #endif
1626         SCH_UNLOCK(sch);
1627
1628         if (tfo_cookie_valid) {
1629                 syncache_tfo_expand(sc, lsop, m, tfo_response_cookie);
1630                 /* INP_WUNLOCK(inp) will be performed by the caller */
1631                 rv = 1;
1632                 goto tfo_expanded;
1633         }
1634
1635         TCP_PROBE5(receive, NULL, NULL, m, NULL, th);
1636         /*
1637          * Do a standard 3-way handshake.
1638          */
1639         if (syncache_respond(sc, sch, m, TH_SYN|TH_ACK) == 0) {
1640                 if (V_tcp_syncookies && V_tcp_syncookiesonly && sc != &scs)
1641                         syncache_free(sc);
1642                 else if (sc != &scs)
1643                         syncache_insert(sc, sch);   /* locks and unlocks sch */
1644                 TCPSTAT_INC(tcps_sndacks);
1645                 TCPSTAT_INC(tcps_sndtotal);
1646         } else {
1647                 if (sc != &scs)
1648                         syncache_free(sc);
1649                 TCPSTAT_INC(tcps_sc_dropped);
1650         }
1651         goto donenoprobe;
1652
1653 done:
1654         TCP_PROBE5(receive, NULL, NULL, m, NULL, th);
1655 donenoprobe:
1656         if (m) {
1657                 *lsop = NULL;
1658                 m_freem(m);
1659         }
1660         /*
1661          * If tfo_pending is not NULL here, then a TFO SYN that did not
1662          * result in a new socket was processed and the associated pending
1663          * counter has not yet been decremented.  All such TFO processing paths
1664          * transit this point.
1665          */
1666         if (tfo_pending != NULL)
1667                 tcp_fastopen_decrement_counter(tfo_pending);
1668
1669 tfo_expanded:
1670         if (cred != NULL)
1671                 crfree(cred);
1672 #ifdef MAC
1673         if (sc == &scs)
1674                 mac_syncache_destroy(&maclabel);
1675 #endif
1676         return (rv);
1677 }
1678
1679 /*
1680  * Send SYN|ACK or ACK to the peer.  Either in response to a peer's segment,
1681  * i.e. m0 != NULL, or upon 3WHS ACK timeout, i.e. m0 == NULL.
1682  */
1683 static int
1684 syncache_respond(struct syncache *sc, struct syncache_head *sch,
1685     const struct mbuf *m0, int flags)
1686 {
1687         struct ip *ip = NULL;
1688         struct mbuf *m;
1689         struct tcphdr *th = NULL;
1690         int optlen, error = 0;  /* Make compiler happy */
1691         u_int16_t hlen, tlen, mssopt;
1692         struct tcpopt to;
1693 #ifdef INET6
1694         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
1695 #endif
1696         hlen =
1697 #ifdef INET6
1698                (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) ? sizeof(struct ip6_hdr) :
1699 #endif
1700                 sizeof(struct ip);
1701         tlen = hlen + sizeof(struct tcphdr);
1702
1703         /* Determine MSS we advertize to other end of connection. */
1704         mssopt = max(tcp_mssopt(&sc->sc_inc), V_tcp_minmss);
1705
1706         /* XXX: Assume that the entire packet will fit in a header mbuf. */
1707         KASSERT(max_linkhdr + tlen + TCP_MAXOLEN <= MHLEN,
1708             ("syncache: mbuf too small"));
1709
1710         /* Create the IP+TCP header from scratch. */
1711         m = m_gethdr(M_NOWAIT, MT_DATA);
1712         if (m == NULL)
1713                 return (ENOBUFS);
1714 #ifdef MAC
1715         mac_syncache_create_mbuf(sc->sc_label, m);
1716 #endif
1717         m->m_data += max_linkhdr;
1718         m->m_len = tlen;
1719         m->m_pkthdr.len = tlen;
1720         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
1721
1722 #ifdef INET6
1723         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
1724                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
1725                 ip6->ip6_vfc = IPV6_VERSION;
1726                 ip6->ip6_nxt = IPPROTO_TCP;
1727                 ip6->ip6_src = sc->sc_inc.inc6_laddr;
1728                 ip6->ip6_dst = sc->sc_inc.inc6_faddr;
1729                 ip6->ip6_plen = htons(tlen - hlen);
1730                 /* ip6_hlim is set after checksum */
1731                 /* Zero out traffic class and flow label. */
1732                 ip6->ip6_flow &= ~IPV6_FLOWINFO_MASK;
1733                 ip6->ip6_flow |= sc->sc_flowlabel;
1734
1735                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
1736         }
1737 #endif
1738 #if defined(INET6) && defined(INET)
1739         else
1740 #endif
1741 #ifdef INET
1742         {
1743                 ip = mtod(m, struct ip *);
1744                 ip->ip_v = IPVERSION;
1745                 ip->ip_hl = sizeof(struct ip) >> 2;
1746                 ip->ip_len = htons(tlen);
1747                 ip->ip_id = 0;
1748                 ip->ip_off = 0;
1749                 ip->ip_sum = 0;
1750                 ip->ip_p = IPPROTO_TCP;
1751                 ip->ip_src = sc->sc_inc.inc_laddr;
1752                 ip->ip_dst = sc->sc_inc.inc_faddr;
1753                 ip->ip_ttl = sc->sc_ip_ttl;
1754                 ip->ip_tos = sc->sc_ip_tos;
1755
1756                 /*
1757                  * See if we should do MTU discovery.  Route lookups are
1758                  * expensive, so we will only unset the DF bit if:
1759                  *
1760                  *      1) path_mtu_discovery is disabled
1761                  *      2) the SCF_UNREACH flag has been set
1762                  */
1763                 if (V_path_mtu_discovery && ((sc->sc_flags & SCF_UNREACH) == 0))
1764                        ip->ip_off |= htons(IP_DF);
1765
1766                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
1767         }
1768 #endif /* INET */
1769         th->th_sport = sc->sc_inc.inc_lport;
1770         th->th_dport = sc->sc_inc.inc_fport;
1771
1772         if (flags & TH_SYN)
1773                 th->th_seq = htonl(sc->sc_iss);
1774         else
1775                 th->th_seq = htonl(sc->sc_iss + 1);
1776         th->th_ack = htonl(sc->sc_irs + 1);
1777         th->th_off = sizeof(struct tcphdr) >> 2;
1778         th->th_x2 = 0;
1779         th->th_flags = flags;
1780         th->th_win = htons(sc->sc_wnd);
1781         th->th_urp = 0;
1782
1783         if ((flags & TH_SYN) && (sc->sc_flags & SCF_ECN)) {
1784                 th->th_flags |= TH_ECE;
1785                 TCPSTAT_INC(tcps_ecn_shs);
1786         }
1787
1788         /* Tack on the TCP options. */
1789         if ((sc->sc_flags & SCF_NOOPT) == 0) {
1790                 to.to_flags = 0;
1791
1792                 if (flags & TH_SYN) {
1793                         to.to_mss = mssopt;
1794                         to.to_flags = TOF_MSS;
1795                         if (sc->sc_flags & SCF_WINSCALE) {
1796                                 to.to_wscale = sc->sc_requested_r_scale;
1797                                 to.to_flags |= TOF_SCALE;
1798                         }
1799                         if (sc->sc_flags & SCF_SACK)
1800                                 to.to_flags |= TOF_SACKPERM;
1801 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1802                         if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE)
1803                                 to.to_flags |= TOF_SIGNATURE;
1804 #endif
1805                         if (sc->sc_tfo_cookie) {
1806                                 to.to_flags |= TOF_FASTOPEN;
1807                                 to.to_tfo_len = TCP_FASTOPEN_COOKIE_LEN;
1808                                 to.to_tfo_cookie = sc->sc_tfo_cookie;
1809                                 /* don't send cookie again when retransmitting response */
1810                                 sc->sc_tfo_cookie = NULL;
1811                         }
1812                 }
1813                 if (sc->sc_flags & SCF_TIMESTAMP) {
1814                         to.to_tsval = sc->sc_tsoff + tcp_ts_getticks();
1815                         to.to_tsecr = sc->sc_tsreflect;
1816                         to.to_flags |= TOF_TS;
1817                 }
1818                 optlen = tcp_addoptions(&to, (u_char *)(th + 1));
1819
1820                 /* Adjust headers by option size. */
1821                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
1822                 m->m_len += optlen;
1823                 m->m_pkthdr.len += optlen;
1824 #ifdef INET6
1825                 if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
1826                         ip6->ip6_plen = htons(ntohs(ip6->ip6_plen) + optlen);
1827                 else
1828 #endif
1829                         ip->ip_len = htons(ntohs(ip->ip_len) + optlen);
1830 #if defined(IPSEC_SUPPORT) || defined(TCP_SIGNATURE)
1831                 if (sc->sc_flags & SCF_SIGNATURE) {
1832                         KASSERT(to.to_flags & TOF_SIGNATURE,
1833                             ("tcp_addoptions() didn't set tcp_signature"));
1834
1835                         /* NOTE: to.to_signature is inside of mbuf */
1836                         if (!TCPMD5_ENABLED() ||
1837                             TCPMD5_OUTPUT(m, th, to.to_signature) != 0) {
1838                                 m_freem(m);
1839                                 return (EACCES);
1840                         }
1841                 }
1842 #endif
1843         } else
1844                 optlen = 0;
1845
1846         M_SETFIB(m, sc->sc_inc.inc_fibnum);
1847         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
1848         /*
1849          * If we have peer's SYN and it has a flowid, then let's assign it to
1850          * our SYN|ACK.  ip6_output() and ip_output() will not assign flowid
1851          * to SYN|ACK due to lack of inp here.
1852          */
1853         if (m0 != NULL && M_HASHTYPE_GET(m0) != M_HASHTYPE_NONE) {
1854                 m->m_pkthdr.flowid = m0->m_pkthdr.flowid;
1855                 M_HASHTYPE_SET(m, M_HASHTYPE_GET(m0));
1856         }
1857 #ifdef INET6
1858         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6) {
1859                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP_IPV6;
1860                 th->th_sum = in6_cksum_pseudo(ip6, tlen + optlen - hlen,
1861                     IPPROTO_TCP, 0);
1862                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(NULL, NULL);
1863 #ifdef TCP_OFFLOAD
1864                 if (ADDED_BY_TOE(sc)) {
1865                         struct toedev *tod = sc->sc_tod;
1866
1867                         error = tod->tod_syncache_respond(tod, sc->sc_todctx, m);
1868
1869                         return (error);
1870                 }
1871 #endif
1872                 TCP_PROBE5(send, NULL, NULL, ip6, NULL, th);
1873                 error = ip6_output(m, NULL, NULL, 0, NULL, NULL, NULL);
1874         }
1875 #endif
1876 #if defined(INET6) && defined(INET)
1877         else
1878 #endif
1879 #ifdef INET
1880         {
1881                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
1882                 th->th_sum = in_pseudo(ip->ip_src.s_addr, ip->ip_dst.s_addr,
1883                     htons(tlen + optlen - hlen + IPPROTO_TCP));
1884 #ifdef TCP_OFFLOAD
1885                 if (ADDED_BY_TOE(sc)) {
1886                         struct toedev *tod = sc->sc_tod;
1887
1888                         error = tod->tod_syncache_respond(tod, sc->sc_todctx, m);
1889
1890                         return (error);
1891                 }
1892 #endif
1893                 TCP_PROBE5(send, NULL, NULL, ip, NULL, th);
1894                 error = ip_output(m, sc->sc_ipopts, NULL, 0, NULL, NULL);
1895         }
1896 #endif
1897         return (error);
1898 }
1899
1900 /*
1901  * The purpose of syncookies is to handle spoofed SYN flooding DoS attacks
1902  * that exceed the capacity of the syncache by avoiding the storage of any
1903  * of the SYNs we receive.  Syncookies defend against blind SYN flooding
1904  * attacks where the attacker does not have access to our responses.
1905  *
1906  * Syncookies encode and include all necessary information about the
1907  * connection setup within the SYN|ACK that we send back.  That way we
1908  * can avoid keeping any local state until the ACK to our SYN|ACK returns
1909  * (if ever).  Normally the syncache and syncookies are running in parallel
1910  * with the latter taking over when the former is exhausted.  When matching
1911  * syncache entry is found the syncookie is ignored.
1912  *
1913  * The only reliable information persisting the 3WHS is our initial sequence
1914  * number ISS of 32 bits.  Syncookies embed a cryptographically sufficient
1915  * strong hash (MAC) value and a few bits of TCP SYN options in the ISS
1916  * of our SYN|ACK.  The MAC can be recomputed when the ACK to our SYN|ACK
1917  * returns and signifies a legitimate connection if it matches the ACK.
1918  *
1919  * The available space of 32 bits to store the hash and to encode the SYN
1920  * option information is very tight and we should have at least 24 bits for
1921  * the MAC to keep the number of guesses by blind spoofing reasonably high.
1922  *
1923  * SYN option information we have to encode to fully restore a connection:
1924  * MSS: is imporant to chose an optimal segment size to avoid IP level
1925  *   fragmentation along the path.  The common MSS values can be encoded
1926  *   in a 3-bit table.  Uncommon values are captured by the next lower value
1927  *   in the table leading to a slight increase in packetization overhead.
1928  * WSCALE: is necessary to allow large windows to be used for high delay-
1929  *   bandwidth product links.  Not scaling the window when it was initially
1930  *   negotiated is bad for performance as lack of scaling further decreases
1931  *   the apparent available send window.  We only need to encode the WSCALE
1932  *   we received from the remote end.  Our end can be recalculated at any
1933  *   time.  The common WSCALE values can be encoded in a 3-bit table.
1934  *   Uncommon values are captured by the next lower value in the table
1935  *   making us under-estimate the available window size halving our
1936  *   theoretically possible maximum throughput for that connection.
1937  * SACK: Greatly assists in packet loss recovery and requires 1 bit.
1938  * TIMESTAMP and SIGNATURE is not encoded because they are permanent options
1939  *   that are included in all segments on a connection.  We enable them when
1940  *   the ACK has them.
1941  *
1942  * Security of syncookies and attack vectors:
1943  *
1944  * The MAC is computed over (faddr||laddr||fport||lport||irs||flags||secmod)
1945  * together with the gloabl secret to make it unique per connection attempt.
1946  * Thus any change of any of those parameters results in a different MAC output
1947  * in an unpredictable way unless a collision is encountered.  24 bits of the
1948  * MAC are embedded into the ISS.
1949  *
1950  * To prevent replay attacks two rotating global secrets are updated with a
1951  * new random value every 15 seconds.  The life-time of a syncookie is thus
1952  * 15-30 seconds.
1953  *
1954  * Vector 1: Attacking the secret.  This requires finding a weakness in the
1955  * MAC itself or the way it is used here.  The attacker can do a chosen plain
1956  * text attack by varying and testing the all parameters under his control.
1957  * The strength depends on the size and randomness of the secret, and the
1958  * cryptographic security of the MAC function.  Due to the constant updating
1959  * of the secret the attacker has at most 29.999 seconds to find the secret
1960  * and launch spoofed connections.  After that he has to start all over again.
1961  *
1962  * Vector 2: Collision attack on the MAC of a single ACK.  With a 24 bit MAC
1963  * size an average of 4,823 attempts are required for a 50% chance of success
1964  * to spoof a single syncookie (birthday collision paradox).  However the
1965  * attacker is blind and doesn't know if one of his attempts succeeded unless
1966  * he has a side channel to interfere success from.  A single connection setup
1967  * success average of 90% requires 8,790 packets, 99.99% requires 17,578 packets.
1968  * This many attempts are required for each one blind spoofed connection.  For
1969  * every additional spoofed connection he has to launch another N attempts.
1970  * Thus for a sustained rate 100 spoofed connections per second approximately
1971  * 1,800,000 packets per second would have to be sent.
1972  *
1973  * NB: The MAC function should be fast so that it doesn't become a CPU
1974  * exhaustion attack vector itself.
1975  *
1976  * References:
1977  *  RFC4987 TCP SYN Flooding Attacks and Common Mitigations
1978  *  SYN cookies were first proposed by cryptographer Dan J. Bernstein in 1996
1979  *   http://cr.yp.to/syncookies.html    (overview)
1980  *   http://cr.yp.to/syncookies/archive (details)
1981  *
1982  *
1983  * Schematic construction of a syncookie enabled Initial Sequence Number:
1984  *  0        1         2         3
1985  *  12345678901234567890123456789012
1986  * |xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxWWWMMMSP|
1987  *
1988  *  x 24 MAC (truncated)
1989  *  W  3 Send Window Scale index
1990  *  M  3 MSS index
1991  *  S  1 SACK permitted
1992  *  P  1 Odd/even secret
1993  */
1994
1995 /*
1996  * Distribution and probability of certain MSS values.  Those in between are
1997  * rounded down to the next lower one.
1998  * [An Analysis of TCP Maximum Segment Sizes, S. Alcock and R. Nelson, 2011]
1999  *                            .2%  .3%   5%    7%    7%    20%   15%   45%
2000  */
2001 static int tcp_sc_msstab[] = { 216, 536, 1200, 1360, 1400, 1440, 1452, 1460 };
2002
2003 /*
2004  * Distribution and probability of certain WSCALE values.  We have to map the
2005  * (send) window scale (shift) option with a range of 0-14 from 4 bits into 3
2006  * bits based on prevalence of certain values.  Where we don't have an exact
2007  * match for are rounded down to the next lower one letting us under-estimate
2008  * the true available window.  At the moment this would happen only for the
2009  * very uncommon values 3, 5 and those above 8 (more than 16MB socket buffer
2010  * and window size).  The absence of the WSCALE option (no scaling in either
2011  * direction) is encoded with index zero.
2012  * [WSCALE values histograms, Allman, 2012]
2013  *                            X 10 10 35  5  6 14 10%   by host
2014  *                            X 11  4  5  5 18 49  3%   by connections
2015  */
2016 static int tcp_sc_wstab[] = { 0, 0, 1, 2, 4, 6, 7, 8 };
2017
2018 /*
2019  * Compute the MAC for the SYN cookie.  SIPHASH-2-4 is chosen for its speed
2020  * and good cryptographic properties.
2021  */
2022 static uint32_t
2023 syncookie_mac(struct in_conninfo *inc, tcp_seq irs, uint8_t flags,
2024     uint8_t *secbits, uintptr_t secmod)
2025 {
2026         SIPHASH_CTX ctx;
2027         uint32_t siphash[2];
2028
2029         SipHash24_Init(&ctx);
2030         SipHash_SetKey(&ctx, secbits);
2031         switch (inc->inc_flags & INC_ISIPV6) {
2032 #ifdef INET
2033         case 0:
2034                 SipHash_Update(&ctx, &inc->inc_faddr, sizeof(inc->inc_faddr));
2035                 SipHash_Update(&ctx, &inc->inc_laddr, sizeof(inc->inc_laddr));
2036                 break;
2037 #endif
2038 #ifdef INET6
2039         case INC_ISIPV6:
2040                 SipHash_Update(&ctx, &inc->inc6_faddr, sizeof(inc->inc6_faddr));
2041                 SipHash_Update(&ctx, &inc->inc6_laddr, sizeof(inc->inc6_laddr));
2042                 break;
2043 #endif
2044         }
2045         SipHash_Update(&ctx, &inc->inc_fport, sizeof(inc->inc_fport));
2046         SipHash_Update(&ctx, &inc->inc_lport, sizeof(inc->inc_lport));
2047         SipHash_Update(&ctx, &irs, sizeof(irs));
2048         SipHash_Update(&ctx, &flags, sizeof(flags));
2049         SipHash_Update(&ctx, &secmod, sizeof(secmod));
2050         SipHash_Final((u_int8_t *)&siphash, &ctx);
2051
2052         return (siphash[0] ^ siphash[1]);
2053 }
2054
2055 static tcp_seq
2056 syncookie_generate(struct syncache_head *sch, struct syncache *sc)
2057 {
2058         u_int i, secbit, wscale;
2059         uint32_t iss, hash;
2060         uint8_t *secbits;
2061         union syncookie cookie;
2062
2063         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
2064
2065         cookie.cookie = 0;
2066
2067         /* Map our computed MSS into the 3-bit index. */
2068         for (i = nitems(tcp_sc_msstab) - 1;
2069              tcp_sc_msstab[i] > sc->sc_peer_mss && i > 0;
2070              i--)
2071                 ;
2072         cookie.flags.mss_idx = i;
2073
2074         /*
2075          * Map the send window scale into the 3-bit index but only if
2076          * the wscale option was received.
2077          */
2078         if (sc->sc_flags & SCF_WINSCALE) {
2079                 wscale = sc->sc_requested_s_scale;
2080                 for (i = nitems(tcp_sc_wstab) - 1;
2081                     tcp_sc_wstab[i] > wscale && i > 0;
2082                      i--)
2083                         ;
2084                 cookie.flags.wscale_idx = i;
2085         }
2086
2087         /* Can we do SACK? */
2088         if (sc->sc_flags & SCF_SACK)
2089                 cookie.flags.sack_ok = 1;
2090
2091         /* Which of the two secrets to use. */
2092         secbit = sch->sch_sc->secret.oddeven & 0x1;
2093         cookie.flags.odd_even = secbit;
2094
2095         secbits = sch->sch_sc->secret.key[secbit];
2096         hash = syncookie_mac(&sc->sc_inc, sc->sc_irs, cookie.cookie, secbits,
2097             (uintptr_t)sch);
2098
2099         /*
2100          * Put the flags into the hash and XOR them to get better ISS number
2101          * variance.  This doesn't enhance the cryptographic strength and is
2102          * done to prevent the 8 cookie bits from showing up directly on the
2103          * wire.
2104          */
2105         iss = hash & ~0xff;
2106         iss |= cookie.cookie ^ (hash >> 24);
2107
2108         TCPSTAT_INC(tcps_sc_sendcookie);
2109         return (iss);
2110 }
2111
2112 static struct syncache *
2113 syncookie_lookup(struct in_conninfo *inc, struct syncache_head *sch, 
2114     struct syncache *sc, struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
2115     struct socket *lso)
2116 {
2117         uint32_t hash;
2118         uint8_t *secbits;
2119         tcp_seq ack, seq;
2120         int wnd, wscale = 0;
2121         union syncookie cookie;
2122
2123         SCH_LOCK_ASSERT(sch);
2124
2125         /*
2126          * Pull information out of SYN-ACK/ACK and revert sequence number
2127          * advances.
2128          */
2129         ack = th->th_ack - 1;
2130         seq = th->th_seq - 1;
2131
2132         /*
2133          * Unpack the flags containing enough information to restore the
2134          * connection.
2135          */
2136         cookie.cookie = (ack & 0xff) ^ (ack >> 24);
2137
2138         /* Which of the two secrets to use. */
2139         secbits = sch->sch_sc->secret.key[cookie.flags.odd_even];
2140
2141         hash = syncookie_mac(inc, seq, cookie.cookie, secbits, (uintptr_t)sch);
2142
2143         /* The recomputed hash matches the ACK if this was a genuine cookie. */
2144         if ((ack & ~0xff) != (hash & ~0xff))
2145                 return (NULL);
2146
2147         /* Fill in the syncache values. */
2148         sc->sc_flags = 0;
2149         bcopy(inc, &sc->sc_inc, sizeof(struct in_conninfo));
2150         sc->sc_ipopts = NULL;
2151         
2152         sc->sc_irs = seq;
2153         sc->sc_iss = ack;
2154
2155         switch (inc->inc_flags & INC_ISIPV6) {
2156 #ifdef INET
2157         case 0:
2158                 sc->sc_ip_ttl = sotoinpcb(lso)->inp_ip_ttl;
2159                 sc->sc_ip_tos = sotoinpcb(lso)->inp_ip_tos;
2160                 break;
2161 #endif
2162 #ifdef INET6
2163         case INC_ISIPV6:
2164                 if (sotoinpcb(lso)->inp_flags & IN6P_AUTOFLOWLABEL)
2165                         sc->sc_flowlabel = sc->sc_iss & IPV6_FLOWLABEL_MASK;
2166                 break;
2167 #endif
2168         }
2169
2170         sc->sc_peer_mss = tcp_sc_msstab[cookie.flags.mss_idx];
2171
2172         /* We can simply recompute receive window scale we sent earlier. */
2173         while (wscale < TCP_MAX_WINSHIFT && (TCP_MAXWIN << wscale) < sb_max)
2174                 wscale++;
2175
2176         /* Only use wscale if it was enabled in the orignal SYN. */
2177         if (cookie.flags.wscale_idx > 0) {
2178                 sc->sc_requested_r_scale = wscale;
2179                 sc->sc_requested_s_scale = tcp_sc_wstab[cookie.flags.wscale_idx];
2180                 sc->sc_flags |= SCF_WINSCALE;
2181         }
2182
2183         wnd = lso->sol_sbrcv_hiwat;
2184         wnd = imax(wnd, 0);
2185         wnd = imin(wnd, TCP_MAXWIN);
2186         sc->sc_wnd = wnd;
2187
2188         if (cookie.flags.sack_ok)
2189                 sc->sc_flags |= SCF_SACK;
2190
2191         if (to->to_flags & TOF_TS) {
2192                 sc->sc_flags |= SCF_TIMESTAMP;
2193                 sc->sc_tsreflect = to->to_tsval;
2194                 sc->sc_tsoff = tcp_new_ts_offset(inc);
2195         }
2196
2197         if (to->to_flags & TOF_SIGNATURE)
2198                 sc->sc_flags |= SCF_SIGNATURE;
2199
2200         sc->sc_rxmits = 0;
2201
2202         TCPSTAT_INC(tcps_sc_recvcookie);
2203         return (sc);
2204 }
2205
2206 #ifdef INVARIANTS
2207 static int
2208 syncookie_cmp(struct in_conninfo *inc, struct syncache_head *sch,
2209     struct syncache *sc, struct tcphdr *th, struct tcpopt *to,
2210     struct socket *lso)
2211 {
2212         struct syncache scs, *scx;
2213         char *s;
2214
2215         bzero(&scs, sizeof(scs));
2216         scx = syncookie_lookup(inc, sch, &scs, th, to, lso);
2217
2218         if ((s = tcp_log_addrs(inc, th, NULL, NULL)) == NULL)
2219                 return (0);
2220
2221         if (scx != NULL) {
2222                 if (sc->sc_peer_mss != scx->sc_peer_mss)
2223                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: mss different %i vs %i\n",
2224                             s, __func__, sc->sc_peer_mss, scx->sc_peer_mss);
2225
2226                 if (sc->sc_requested_r_scale != scx->sc_requested_r_scale)
2227                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: rwscale different %i vs %i\n",
2228                             s, __func__, sc->sc_requested_r_scale,
2229                             scx->sc_requested_r_scale);
2230
2231                 if (sc->sc_requested_s_scale != scx->sc_requested_s_scale)
2232                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: swscale different %i vs %i\n",
2233                             s, __func__, sc->sc_requested_s_scale,
2234                             scx->sc_requested_s_scale);
2235
2236                 if ((sc->sc_flags & SCF_SACK) != (scx->sc_flags & SCF_SACK))
2237                         log(LOG_DEBUG, "%s; %s: SACK different\n", s, __func__);
2238         }
2239
2240         if (s != NULL)
2241                 free(s, M_TCPLOG);
2242         return (0);
2243 }
2244 #endif /* INVARIANTS */
2245
2246 static void
2247 syncookie_reseed(void *arg)
2248 {
2249         struct tcp_syncache *sc = arg;
2250         uint8_t *secbits;
2251         int secbit;
2252
2253         /*
2254          * Reseeding the secret doesn't have to be protected by a lock.
2255          * It only must be ensured that the new random values are visible
2256          * to all CPUs in a SMP environment.  The atomic with release
2257          * semantics ensures that.
2258          */
2259         secbit = (sc->secret.oddeven & 0x1) ? 0 : 1;
2260         secbits = sc->secret.key[secbit];
2261         arc4rand(secbits, SYNCOOKIE_SECRET_SIZE, 0);
2262         atomic_add_rel_int(&sc->secret.oddeven, 1);
2263
2264         /* Reschedule ourself. */
2265         callout_schedule(&sc->secret.reseed, SYNCOOKIE_LIFETIME * hz);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Exports the syncache entries to userland so that netstat can display
2270  * them alongside the other sockets.  This function is intended to be
2271  * called only from tcp_pcblist.
2272  *
2273  * Due to concurrency on an active system, the number of pcbs exported
2274  * may have no relation to max_pcbs.  max_pcbs merely indicates the
2275  * amount of space the caller allocated for this function to use.
2276  */
2277 int
2278 syncache_pcblist(struct sysctl_req *req, int max_pcbs, int *pcbs_exported)
2279 {
2280         struct xtcpcb xt;
2281         struct syncache *sc;
2282         struct syncache_head *sch;
2283         int count, error, i;
2284
2285         for (count = 0, error = 0, i = 0; i < V_tcp_syncache.hashsize; i++) {
2286                 sch = &V_tcp_syncache.hashbase[i];
2287                 SCH_LOCK(sch);
2288                 TAILQ_FOREACH(sc, &sch->sch_bucket, sc_hash) {
2289                         if (count >= max_pcbs) {
2290                                 SCH_UNLOCK(sch);
2291                                 goto exit;
2292                         }
2293                         if (cr_cansee(req->td->td_ucred, sc->sc_cred) != 0)
2294                                 continue;
2295                         bzero(&xt, sizeof(xt));
2296                         xt.xt_len = sizeof(xt);
2297                         if (sc->sc_inc.inc_flags & INC_ISIPV6)
2298                                 xt.xt_inp.inp_vflag = INP_IPV6;
2299                         else
2300                                 xt.xt_inp.inp_vflag = INP_IPV4;
2301                         bcopy(&sc->sc_inc, &xt.xt_inp.inp_inc,
2302                             sizeof (struct in_conninfo));
2303                         xt.t_state = TCPS_SYN_RECEIVED;
2304                         xt.xt_inp.xi_socket.xso_protocol = IPPROTO_TCP;
2305                         xt.xt_inp.xi_socket.xso_len = sizeof (struct xsocket);
2306                         xt.xt_inp.xi_socket.so_type = SOCK_STREAM;
2307                         xt.xt_inp.xi_socket.so_state = SS_ISCONNECTING;
2308                         error = SYSCTL_OUT(req, &xt, sizeof xt);
2309                         if (error) {
2310                                 SCH_UNLOCK(sch);
2311                                 goto exit;
2312                         }
2313                         count++;
2314                 }
2315                 SCH_UNLOCK(sch);
2316         }
2317 exit:
2318         *pcbs_exported = count;
2319         return error;
2320 }