sys/sys/mbuf.h

   1 /*-
   2  * SPDX-License-Identifier: BSD-3-Clause
   3  *
   4  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1993
   5  *      The Regents of the University of California.
   6  * All rights reserved.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  17  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  18  *    without specific prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  21  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  22  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  23  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  24  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  25  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  26  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  27  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  28  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  29  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  30  * SUCH DAMAGE.
  31  *
  32  *      @(#)mbuf.h      8.5 (Berkeley) 2/19/95
  33  * $FreeBSD$
  34  */
  35
  36 #ifndef _SYS_MBUF_H_
  37 #define _SYS_MBUF_H_
  38
  39 /* XXX: These includes suck. Sorry! */
  40 #include <sys/queue.h>
  41 #ifdef _KERNEL
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <vm/uma.h>
  44 #ifdef WITNESS
  45 #include <sys/lock.h>
  46 #endif
  47 #endif
  48
  49 #ifdef _KERNEL
  50 #include <sys/sdt.h>
  51
  52 #define MBUF_PROBE1(probe, arg0)                                        \
  53         SDT_PROBE1(sdt, , , probe, arg0)
  54 #define MBUF_PROBE2(probe, arg0, arg1)                                  \
  55         SDT_PROBE2(sdt, , , probe, arg0, arg1)
  56 #define MBUF_PROBE3(probe, arg0, arg1, arg2)                            \
  57         SDT_PROBE3(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2)
  58 #define MBUF_PROBE4(probe, arg0, arg1, arg2, arg3)                      \
  59         SDT_PROBE4(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2, arg3)
  60 #define MBUF_PROBE5(probe, arg0, arg1, arg2, arg3, arg4)                \
  61         SDT_PROBE5(sdt, , , probe, arg0, arg1, arg2, arg3, arg4)
  62
  63 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__init);
  64 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__gethdr);
  65 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__get);
  66 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__getcl);
  67 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__clget);
  68 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__cljget);
  69 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__cljset);
  70 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__free);
  71 SDT_PROBE_DECLARE(sdt, , , m__freem);
  72
  73 #endif /* _KERNEL */
  74
  75 /*
  76  * Mbufs are of a single size, MSIZE (sys/param.h), which includes overhead.
  77  * An mbuf may add a single "mbuf cluster" of size MCLBYTES (also in
  78  * sys/param.h), which has no additional overhead and is used instead of the
  79  * internal data area; this is done when at least MINCLSIZE of data must be
  80  * stored.  Additionally, it is possible to allocate a separate buffer
  81  * externally and attach it to the mbuf in a way similar to that of mbuf
  82  * clusters.
  83  *
  84  * NB: These calculation do not take actual compiler-induced alignment and
  85  * padding inside the complete struct mbuf into account.  Appropriate
  86  * attention is required when changing members of struct mbuf.
  87  *
  88  * MLEN is data length in a normal mbuf.
  89  * MHLEN is data length in an mbuf with pktheader.
  90  * MINCLSIZE is a smallest amount of data that should be put into cluster.
  91  *
  92  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
  93  * they are sensible.
  94  */
  95 struct mbuf;
  96 #define MHSIZE          offsetof(struct mbuf, m_dat)
  97 #define MPKTHSIZE       offsetof(struct mbuf, m_pktdat)
  98 #define MLEN            ((int)(MSIZE - MHSIZE))
  99 #define MHLEN           ((int)(MSIZE - MPKTHSIZE))
 100 #define MINCLSIZE       (MHLEN + 1)
 101
 102 #ifdef _KERNEL
 103 /*-
 104  * Macro for type conversion: convert mbuf pointer to data pointer of correct
 105  * type:
 106  *
 107  * mtod(m, t)   -- Convert mbuf pointer to data pointer of correct type.
 108  * mtodo(m, o) -- Same as above but with offset 'o' into data.
 109  */
 110 #define mtod(m, t)      ((t)((m)->m_data))
 111 #define mtodo(m, o)     ((void *)(((m)->m_data) + (o)))
 112
 113 /*
 114  * Argument structure passed to UMA routines during mbuf and packet
 115  * allocations.
 116  */
 117 struct mb_args {
 118         int     flags;  /* Flags for mbuf being allocated */
 119         short   type;   /* Type of mbuf being allocated */
 120 };
 121 #endif /* _KERNEL */
 122
 123 /*
 124  * Packet tag structure (see below for details).
 125  */
 126 struct m_tag {
 127         SLIST_ENTRY(m_tag)      m_tag_link;     /* List of packet tags */
 128         u_int16_t               m_tag_id;       /* Tag ID */
 129         u_int16_t               m_tag_len;      /* Length of data */
 130         u_int32_t               m_tag_cookie;   /* ABI/Module ID */
 131         void                    (*m_tag_free)(struct m_tag *);
 132 };
 133
 134 /*
 135  * Static network interface owned tag.
 136  * Allocated through ifp->if_snd_tag_alloc().
 137  */
 138 struct m_snd_tag {
 139         struct ifnet *ifp;              /* network interface tag belongs to */
 140 };
 141
 142 /*
 143  * Record/packet header in first mbuf of chain; valid only if M_PKTHDR is set.
 144  * Size ILP32: 48
 145  *       LP64: 56
 146  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
 147  * they are correct.
 148  */
 149 struct pkthdr {
 150         union {
 151                 struct m_snd_tag *snd_tag;      /* send tag, if any */
 152                 struct ifnet    *rcvif;         /* rcv interface */
 153         };
 154         SLIST_HEAD(packet_tags, m_tag) tags; /* list of packet tags */
 155         int32_t          len;           /* total packet length */
 156
 157         /* Layer crossing persistent information. */
 158         uint32_t         flowid;        /* packet's 4-tuple system */
 159         uint32_t         csum_flags;    /* checksum and offload features */
 160         uint16_t         fibnum;        /* this packet should use this fib */
 161         uint8_t          cosqos;        /* class/quality of service */
 162         uint8_t          rsstype;       /* hash type */
 163         union {
 164                 uint64_t        rcv_tstmp;      /* timestamp in ns */
 165                 struct {
 166                         uint8_t          l2hlen;        /* layer 2 hdr len */
 167                         uint8_t          l3hlen;        /* layer 3 hdr len */
 168                         uint8_t          l4hlen;        /* layer 4 hdr len */
 169                         uint8_t          l5hlen;        /* layer 5 hdr len */
 170                         uint32_t         spare;
 171                 };
 172         };
 173         union {
 174                 uint8_t  eight[8];
 175                 uint16_t sixteen[4];
 176                 uint32_t thirtytwo[2];
 177                 uint64_t sixtyfour[1];
 178                 uintptr_t unintptr[1];
 179                 void    *ptr;
 180         } PH_per;
 181
 182         /* Layer specific non-persistent local storage for reassembly, etc. */
 183         union {
 184                 uint8_t  eight[8];
 185                 uint16_t sixteen[4];
 186                 uint32_t thirtytwo[2];
 187                 uint64_t sixtyfour[1];
 188                 uintptr_t unintptr[1];
 189                 void    *ptr;
 190         } PH_loc;
 191 };
 192 #define ether_vtag      PH_per.sixteen[0]
 193 #define PH_vt           PH_per
 194 #define vt_nrecs        sixteen[0]
 195 #define tso_segsz       PH_per.sixteen[1]
 196 #define lro_nsegs       tso_segsz
 197 #define csum_phsum      PH_per.sixteen[2]
 198 #define csum_data       PH_per.thirtytwo[1]
 199 #define pace_thoff      PH_loc.sixteen[0]
 200 #define pace_tlen       PH_loc.sixteen[1]
 201 #define pace_drphdrlen  PH_loc.sixteen[2]
 202 #define pace_tos        PH_loc.eight[6]
 203 #define pace_lock       PH_loc.eight[7]
 204
 205 /*
 206  * Description of external storage mapped into mbuf; valid only if M_EXT is
 207  * set.
 208  * Size ILP32: 28
 209  *       LP64: 48
 210  * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure that
 211  * they are correct.
 212  */
 213 typedef void m_ext_free_t(struct mbuf *);
 214 struct m_ext {
 215         union {
 216                 /*
 217                  * If EXT_FLAG_EMBREF is set, then we use refcount in the
 218                  * mbuf, the 'ext_count' member.  Otherwise, we have a
 219                  * shadow copy and we use pointer 'ext_cnt'.  The original
 220                  * mbuf is responsible to carry the pointer to free routine
 221                  * and its arguments.  They aren't copied into shadows in
 222                  * mb_dupcl() to avoid dereferencing next cachelines.
 223                  */
 224                 volatile u_int   ext_count;
 225                 volatile u_int  *ext_cnt;
 226         };
 227         char            *ext_buf;       /* start of buffer */
 228         uint32_t         ext_size;      /* size of buffer, for ext_free */
 229         uint32_t         ext_type:8,    /* type of external storage */
 230                          ext_flags:24;  /* external storage mbuf flags */
 231         /*
 232          * Fields below store the free context for the external storage.
 233          * They are valid only in the refcount carrying mbuf, the one with
 234          * EXT_FLAG_EMBREF flag, with exclusion for EXT_EXTREF type, where
 235          * the free context is copied into all mbufs that use same external
 236          * storage.
 237          */
 238 #define m_ext_copylen   offsetof(struct m_ext, ext_free)
 239         m_ext_free_t    *ext_free;      /* free routine if not the usual */
 240         void            *ext_arg1;      /* optional argument pointer */
 241         void            *ext_arg2;      /* optional argument pointer */
 242 };
 243
 244 /*
 245  * The core of the mbuf object along with some shortcut defines for practical
 246  * purposes.
 247  */
 248 struct mbuf {
 249         /*
 250          * Header present at the beginning of every mbuf.
 251          * Size ILP32: 24
 252          *      LP64: 32
 253          * Compile-time assertions in uipc_mbuf.c test these values to ensure
 254          * that they are correct.
 255          */
 256         union { /* next buffer in chain */
 257                 struct mbuf             *m_next;
 258                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slist;
 259                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailq;
 260         };
 261         union { /* next chain in queue/record */
 262                 struct mbuf             *m_nextpkt;
 263                 SLIST_ENTRY(mbuf)       m_slistpkt;
 264                 STAILQ_ENTRY(mbuf)      m_stailqpkt;
 265         };
 266         caddr_t          m_data;        /* location of data */
 267         int32_t          m_len;         /* amount of data in this mbuf */
 268         uint32_t         m_type:8,      /* type of data in this mbuf */
 269                          m_flags:24;    /* flags; see below */
 270 #if !defined(__LP64__)
 271         uint32_t         m_pad;         /* pad for 64bit alignment */
 272 #endif
 273
 274         /*
 275          * A set of optional headers (packet header, external storage header)
 276          * and internal data storage.  Historically, these arrays were sized
 277          * to MHLEN (space left after a packet header) and MLEN (space left
 278          * after only a regular mbuf header); they are now variable size in
 279          * order to support future work on variable-size mbufs.
 280          */
 281         union {
 282                 struct {
 283                         struct pkthdr   m_pkthdr;       /* M_PKTHDR set */
 284                         union {
 285                                 struct m_ext    m_ext;  /* M_EXT set */
 286                                 char            m_pktdat[0];
 287                         };
 288                 };
 289                 char    m_dat[0];                       /* !M_PKTHDR, !M_EXT */
 290         };
 291 };
 292
 293 /*
 294  * mbuf flags of global significance and layer crossing.
 295  * Those of only protocol/layer specific significance are to be mapped
 296  * to M_PROTO[1-12] and cleared at layer handoff boundaries.
 297  * NB: Limited to the lower 24 bits.
 298  */
 299 #define M_EXT           0x00000001 /* has associated external storage */
 300 #define M_PKTHDR        0x00000002 /* start of record */
 301 #define M_EOR           0x00000004 /* end of record */
 302 #define M_RDONLY        0x00000008 /* associated data is marked read-only */
 303 #define M_BCAST         0x00000010 /* send/received as link-level broadcast */
 304 #define M_MCAST         0x00000020 /* send/received as link-level multicast */
 305 #define M_PROMISC       0x00000040 /* packet was not for us */
 306 #define M_VLANTAG       0x00000080 /* ether_vtag is valid */
 307 #define M_NOMAP         0x00000100 /* mbuf data is unmapped (soon from Drew) */
 308 #define M_NOFREE        0x00000200 /* do not free mbuf, embedded in cluster */
 309 #define M_TSTMP         0x00000400 /* rcv_tstmp field is valid */
 310 #define M_TSTMP_HPREC   0x00000800 /* rcv_tstmp is high-prec, typically
 311                                       hw-stamped on port (useful for IEEE 1588
 312                                       and 802.1AS) */
 313
 314 #define M_PROTO1        0x00001000 /* protocol-specific */
 315 #define M_PROTO2        0x00002000 /* protocol-specific */
 316 #define M_PROTO3        0x00004000 /* protocol-specific */
 317 #define M_PROTO4        0x00008000 /* protocol-specific */
 318 #define M_PROTO5        0x00010000 /* protocol-specific */
 319 #define M_PROTO6        0x00020000 /* protocol-specific */
 320 #define M_PROTO7        0x00040000 /* protocol-specific */
 321 #define M_PROTO8        0x00080000 /* protocol-specific */
 322 #define M_PROTO9        0x00100000 /* protocol-specific */
 323 #define M_PROTO10       0x00200000 /* protocol-specific */
 324 #define M_PROTO11       0x00400000 /* protocol-specific */
 325 #define M_PROTO12       0x00800000 /* protocol-specific */
 326
 327 #define MB_DTOR_SKIP    0x1     /* don't pollute the cache by touching a freed mbuf */
 328
 329 /*
 330  * Flags to purge when crossing layers.
 331  */
 332 #define M_PROTOFLAGS \
 333     (M_PROTO1|M_PROTO2|M_PROTO3|M_PROTO4|M_PROTO5|M_PROTO6|M_PROTO7|M_PROTO8|\
 334      M_PROTO9|M_PROTO10|M_PROTO11|M_PROTO12)
 335
 336 /*
 337  * Flags preserved when copying m_pkthdr.
 338  */
 339 #define M_COPYFLAGS \
 340     (M_PKTHDR|M_EOR|M_RDONLY|M_BCAST|M_MCAST|M_PROMISC|M_VLANTAG|M_TSTMP| \
 341      M_TSTMP_HPREC|M_PROTOFLAGS)
 342
 343 /*
 344  * Mbuf flag description for use with printf(9) %b identifier.
 345  */
 346 #define M_FLAG_BITS \
 347     "\20\1M_EXT\2M_PKTHDR\3M_EOR\4M_RDONLY\5M_BCAST\6M_MCAST" \
 348     "\7M_PROMISC\10M_VLANTAG\13M_TSTMP\14M_TSTMP_HPREC"
 349 #define M_FLAG_PROTOBITS \
 350     "\15M_PROTO1\16M_PROTO2\17M_PROTO3\20M_PROTO4\21M_PROTO5" \
 351     "\22M_PROTO6\23M_PROTO7\24M_PROTO8\25M_PROTO9\26M_PROTO10" \
 352     "\27M_PROTO11\30M_PROTO12"
 353 #define M_FLAG_PRINTF (M_FLAG_BITS M_FLAG_PROTOBITS)
 354
 355 /*
 356  * Network interface cards are able to hash protocol fields (such as IPv4
 357  * addresses and TCP port numbers) classify packets into flows.  These flows
 358  * can then be used to maintain ordering while delivering packets to the OS
 359  * via parallel input queues, as well as to provide a stateless affinity
 360  * model.  NIC drivers can pass up the hash via m->m_pkthdr.flowid, and set
 361  * m_flag fields to indicate how the hash should be interpreted by the
 362  * network stack.
 363  *
 364  * Most NICs support RSS, which provides ordering and explicit affinity, and
 365  * use the hash m_flag bits to indicate what header fields were covered by
 366  * the hash.  M_HASHTYPE_OPAQUE and M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH can be set by non-
 367  * RSS cards or configurations that provide an opaque flow identifier, allowing
 368  * for ordering and distribution without explicit affinity.  Additionally,
 369  * M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH indicates that the flow identifier has hash
 370  * properties.
 371  *
 372  * The meaning of the IPV6_EX suffix:
 373  * "o  Home address from the home address option in the IPv6 destination
 374  *     options header.  If the extension header is not present, use the Source
 375  *     IPv6 Address.
 376  *  o  IPv6 address that is contained in the Routing-Header-Type-2 from the
 377  *     associated extension header.  If the extension header is not present,
 378  *     use the Destination IPv6 Address."
 379  * Quoted from:
 380  * https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/drivers/network/rss-hashing-types#ndishashipv6ex
 381  */
 382 #define M_HASHTYPE_HASHPROP             0x80    /* has hash properties */
 383 #define M_HASHTYPE_HASH(t)              (M_HASHTYPE_HASHPROP | (t))
 384 /* Microsoft RSS standard hash types */
 385 #define M_HASHTYPE_NONE                 0
 386 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV4             M_HASHTYPE_HASH(1) /* IPv4 2-tuple */
 387 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(2) /* TCPv4 4-tuple */
 388 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6             M_HASHTYPE_HASH(3) /* IPv6 2-tuple */
 389 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(4) /* TCPv6 4-tuple */
 390 #define M_HASHTYPE_RSS_IPV6_EX          M_HASHTYPE_HASH(5) /* IPv6 2-tuple +
 391                                                             * ext hdrs */
 392 #define M_HASHTYPE_RSS_TCP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(6) /* TCPv6 4-tuple +
 393                                                             * ext hdrs */
 394 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV4         M_HASHTYPE_HASH(7) /* IPv4 UDP 4-tuple*/
 395 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6         M_HASHTYPE_HASH(9) /* IPv6 UDP 4-tuple*/
 396 #define M_HASHTYPE_RSS_UDP_IPV6_EX      M_HASHTYPE_HASH(10)/* IPv6 UDP 4-tuple +
 397                                                             * ext hdrs */
 398
 399 #define M_HASHTYPE_OPAQUE               63      /* ordering, not affinity */
 400 #define M_HASHTYPE_OPAQUE_HASH          M_HASHTYPE_HASH(M_HASHTYPE_OPAQUE)
 401                                                 /* ordering+hash, not affinity*/
 402
 403 #define M_HASHTYPE_CLEAR(m)     ((m)->m_pkthdr.rsstype = 0)
 404 #define M_HASHTYPE_GET(m)       ((m)->m_pkthdr.rsstype)
 405 #define M_HASHTYPE_SET(m, v)    ((m)->m_pkthdr.rsstype = (v))
 406 #define M_HASHTYPE_TEST(m, v)   (M_HASHTYPE_GET(m) == (v))
 407 #define M_HASHTYPE_ISHASH(m)    (M_HASHTYPE_GET(m) & M_HASHTYPE_HASHPROP)
 408
 409 /*
 410  * COS/QOS class and quality of service tags.
 411  * It uses DSCP code points as base.
 412  */
 413 #define QOS_DSCP_CS0            0x00
 414 #define QOS_DSCP_DEF            QOS_DSCP_CS0
 415 #define QOS_DSCP_CS1            0x20
 416 #define QOS_DSCP_AF11           0x28
 417 #define QOS_DSCP_AF12           0x30
 418 #define QOS_DSCP_AF13           0x38
 419 #define QOS_DSCP_CS2            0x40
 420 #define QOS_DSCP_AF21           0x48
 421 #define QOS_DSCP_AF22           0x50
 422 #define QOS_DSCP_AF23           0x58
 423 #define QOS_DSCP_CS3            0x60
 424 #define QOS_DSCP_AF31           0x68
 425 #define QOS_DSCP_AF32           0x70
 426 #define QOS_DSCP_AF33           0x78
 427 #define QOS_DSCP_CS4            0x80
 428 #define QOS_DSCP_AF41           0x88
 429 #define QOS_DSCP_AF42           0x90
 430 #define QOS_DSCP_AF43           0x98
 431 #define QOS_DSCP_CS5            0xa0
 432 #define QOS_DSCP_EF             0xb8
 433 #define QOS_DSCP_CS6            0xc0
 434 #define QOS_DSCP_CS7            0xe0
 435
 436 /*
 437  * External mbuf storage buffer types.
 438  */
 439 #define EXT_CLUSTER     1       /* mbuf cluster */
 440 #define EXT_SFBUF       2       /* sendfile(2)'s sf_buf */
 441 #define EXT_JUMBOP      3       /* jumbo cluster page sized */
 442 #define EXT_JUMBO9      4       /* jumbo cluster 9216 bytes */
 443 #define EXT_JUMBO16     5       /* jumbo cluster 16184 bytes */
 444 #define EXT_PACKET      6       /* mbuf+cluster from packet zone */
 445 #define EXT_MBUF        7       /* external mbuf reference */
 446
 447 #define EXT_VENDOR1     224     /* for vendor-internal use */
 448 #define EXT_VENDOR2     225     /* for vendor-internal use */
 449 #define EXT_VENDOR3     226     /* for vendor-internal use */
 450 #define EXT_VENDOR4     227     /* for vendor-internal use */
 451
 452 #define EXT_EXP1        244     /* for experimental use */
 453 #define EXT_EXP2        245     /* for experimental use */
 454 #define EXT_EXP3        246     /* for experimental use */
 455 #define EXT_EXP4        247     /* for experimental use */
 456
 457 #define EXT_NET_DRV     252     /* custom ext_buf provided by net driver(s) */
 458 #define EXT_MOD_TYPE    253     /* custom module's ext_buf type */
 459 #define EXT_DISPOSABLE  254     /* can throw this buffer away w/page flipping */
 460 #define EXT_EXTREF      255     /* has externally maintained ext_cnt ptr */
 461
 462 /*
 463  * Flags for external mbuf buffer types.
 464  * NB: limited to the lower 24 bits.
 465  */
 466 #define EXT_FLAG_EMBREF         0x000001        /* embedded ext_count */
 467 #define EXT_FLAG_EXTREF         0x000002        /* external ext_cnt, notyet */
 468
 469 #define EXT_FLAG_NOFREE         0x000010        /* don't free mbuf to pool, notyet */
 470
 471 #define EXT_FLAG_VENDOR1        0x010000        /* These flags are vendor */
 472 #define EXT_FLAG_VENDOR2        0x020000        /* or submodule specific, */
 473 #define EXT_FLAG_VENDOR3        0x040000        /* not used by mbuf code. */
 474 #define EXT_FLAG_VENDOR4        0x080000        /* Set/read by submodule. */
 475
 476 #define EXT_FLAG_EXP1           0x100000        /* for experimental use */
 477 #define EXT_FLAG_EXP2           0x200000        /* for experimental use */
 478 #define EXT_FLAG_EXP3           0x400000        /* for experimental use */
 479 #define EXT_FLAG_EXP4           0x800000        /* for experimental use */
 480
 481 /*
 482  * EXT flag description for use with printf(9) %b identifier.
 483  */
 484 #define EXT_FLAG_BITS \
 485     "\20\1EXT_FLAG_EMBREF\2EXT_FLAG_EXTREF\5EXT_FLAG_NOFREE" \
 486     "\21EXT_FLAG_VENDOR1\22EXT_FLAG_VENDOR2\23EXT_FLAG_VENDOR3" \
 487     "\24EXT_FLAG_VENDOR4\25EXT_FLAG_EXP1\26EXT_FLAG_EXP2\27EXT_FLAG_EXP3" \
 488     "\30EXT_FLAG_EXP4"
 489
 490 /*
 491  * Flags indicating checksum, segmentation and other offload work to be
 492  * done, or already done, by hardware or lower layers.  It is split into
 493  * separate inbound and outbound flags.
 494  *
 495  * Outbound flags that are set by upper protocol layers requesting lower
 496  * layers, or ideally the hardware, to perform these offloading tasks.
 497  * For outbound packets this field and its flags can be directly tested
 498  * against ifnet if_hwassist.
 499  */
 500 #define CSUM_IP                 0x00000001      /* IP header checksum offload */
 501 #define CSUM_IP_UDP             0x00000002      /* UDP checksum offload */
 502 #define CSUM_IP_TCP             0x00000004      /* TCP checksum offload */
 503 #define CSUM_IP_SCTP            0x00000008      /* SCTP checksum offload */
 504 #define CSUM_IP_TSO             0x00000010      /* TCP segmentation offload */
 505 #define CSUM_IP_ISCSI           0x00000020      /* iSCSI checksum offload */
 506
 507 #define CSUM_IP6_UDP            0x00000200      /* UDP checksum offload */
 508 #define CSUM_IP6_TCP            0x00000400      /* TCP checksum offload */
 509 #define CSUM_IP6_SCTP           0x00000800      /* SCTP checksum offload */
 510 #define CSUM_IP6_TSO            0x00001000      /* TCP segmentation offload */
 511 #define CSUM_IP6_ISCSI          0x00002000      /* iSCSI checksum offload */
 512
 513 /* Inbound checksum support where the checksum was verified by hardware. */
 514 #define CSUM_L3_CALC            0x01000000      /* calculated layer 3 csum */
 515 #define CSUM_L3_VALID           0x02000000      /* checksum is correct */
 516 #define CSUM_L4_CALC            0x04000000      /* calculated layer 4 csum */
 517 #define CSUM_L4_VALID           0x08000000      /* checksum is correct */
 518 #define CSUM_L5_CALC            0x10000000      /* calculated layer 5 csum */
 519 #define CSUM_L5_VALID           0x20000000      /* checksum is correct */
 520 #define CSUM_COALESCED          0x40000000      /* contains merged segments */
 521
 522 /*
 523  * CSUM flag description for use with printf(9) %b identifier.
 524  */
 525 #define CSUM_BITS \
 526     "\20\1CSUM_IP\2CSUM_IP_UDP\3CSUM_IP_TCP\4CSUM_IP_SCTP\5CSUM_IP_TSO" \
 527     "\6CSUM_IP_ISCSI" \
 528     "\12CSUM_IP6_UDP\13CSUM_IP6_TCP\14CSUM_IP6_SCTP\15CSUM_IP6_TSO" \
 529     "\16CSUM_IP6_ISCSI" \
 530     "\31CSUM_L3_CALC\32CSUM_L3_VALID\33CSUM_L4_CALC\34CSUM_L4_VALID" \
 531     "\35CSUM_L5_CALC\36CSUM_L5_VALID\37CSUM_COALESCED"
 532
 533 /* CSUM flags compatibility mappings. */
 534 #define CSUM_IP_CHECKED         CSUM_L3_CALC
 535 #define CSUM_IP_VALID           CSUM_L3_VALID
 536 #define CSUM_DATA_VALID         CSUM_L4_VALID
 537 #define CSUM_PSEUDO_HDR         CSUM_L4_CALC
 538 #define CSUM_SCTP_VALID         CSUM_L4_VALID
 539 #define CSUM_DELAY_DATA         (CSUM_TCP|CSUM_UDP)
 540 #define CSUM_DELAY_IP           CSUM_IP         /* Only v4, no v6 IP hdr csum */
 541 #define CSUM_DELAY_DATA_IPV6    (CSUM_TCP_IPV6|CSUM_UDP_IPV6)
 542 #define CSUM_DATA_VALID_IPV6    CSUM_DATA_VALID
 543 #define CSUM_TCP                CSUM_IP_TCP
 544 #define CSUM_UDP                CSUM_IP_UDP
 545 #define CSUM_SCTP               CSUM_IP_SCTP
 546 #define CSUM_TSO                (CSUM_IP_TSO|CSUM_IP6_TSO)
 547 #define CSUM_UDP_IPV6           CSUM_IP6_UDP
 548 #define CSUM_TCP_IPV6           CSUM_IP6_TCP
 549 #define CSUM_SCTP_IPV6          CSUM_IP6_SCTP
 550
 551 /*
 552  * mbuf types describing the content of the mbuf (including external storage).
 553  */
 554 #define MT_NOTMBUF      0       /* USED INTERNALLY ONLY! Object is not mbuf */
 555 #define MT_DATA         1       /* dynamic (data) allocation */
 556 #define MT_HEADER       MT_DATA /* packet header, use M_PKTHDR instead */
 557
 558 #define MT_VENDOR1      4       /* for vendor-internal use */
 559 #define MT_VENDOR2      5       /* for vendor-internal use */
 560 #define MT_VENDOR3      6       /* for vendor-internal use */
 561 #define MT_VENDOR4      7       /* for vendor-internal use */
 562
 563 #define MT_SONAME       8       /* socket name */
 564
 565 #define MT_EXP1         9       /* for experimental use */
 566 #define MT_EXP2         10      /* for experimental use */
 567 #define MT_EXP3         11      /* for experimental use */
 568 #define MT_EXP4         12      /* for experimental use */
 569
 570 #define MT_CONTROL      14      /* extra-data protocol message */
 571 #define MT_OOBDATA      15      /* expedited data  */
 572
 573 #define MT_NOINIT       255     /* Not a type but a flag to allocate
 574                                    a non-initialized mbuf */
 575
 576 /*
 577  * String names of mbuf-related UMA(9) and malloc(9) types.  Exposed to
 578  * !_KERNEL so that monitoring tools can look up the zones with
 579  * libmemstat(3).
 580  */
 581 #define MBUF_MEM_NAME           "mbuf"
 582 #define MBUF_CLUSTER_MEM_NAME   "mbuf_cluster"
 583 #define MBUF_PACKET_MEM_NAME    "mbuf_packet"
 584 #define MBUF_JUMBOP_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_page"
 585 #define MBUF_JUMBO9_MEM_NAME    "mbuf_jumbo_9k"
 586 #define MBUF_JUMBO16_MEM_NAME   "mbuf_jumbo_16k"
 587 #define MBUF_TAG_MEM_NAME       "mbuf_tag"
 588 #define MBUF_EXTREFCNT_MEM_NAME "mbuf_ext_refcnt"
 589
 590 #ifdef _KERNEL
 591
 592 #ifdef WITNESS
 593 #define MBUF_CHECKSLEEP(how) do {                                       \
 594         if (how == M_WAITOK)                                            \
 595                 WITNESS_WARN(WARN_GIANTOK | WARN_SLEEPOK, NULL,         \
 596                     "Sleeping in \"%s\"", __func__);                    \
 597 } while (0)
 598 #else
 599 #define MBUF_CHECKSLEEP(how)
 600 #endif
 601
 602 /*
 603  * Network buffer allocation API
 604  *
 605  * The rest of it is defined in kern/kern_mbuf.c
 606  */
 607 extern uma_zone_t       zone_mbuf;
 608 extern uma_zone_t       zone_clust;
 609 extern uma_zone_t       zone_pack;
 610 extern uma_zone_t       zone_jumbop;
 611 extern uma_zone_t       zone_jumbo9;
 612 extern uma_zone_t       zone_jumbo16;
 613
 614 void             mb_dupcl(struct mbuf *, struct mbuf *);
 615 void             mb_free_ext(struct mbuf *);
 616 void             m_adj(struct mbuf *, int);
 617 int              m_apply(struct mbuf *, int, int,
 618                     int (*)(void *, void *, u_int), void *);
 619 int              m_append(struct mbuf *, int, c_caddr_t);
 620 void             m_cat(struct mbuf *, struct mbuf *);
 621 void             m_catpkt(struct mbuf *, struct mbuf *);
 622 int              m_clget(struct mbuf *m, int how);
 623 void            *m_cljget(struct mbuf *m, int how, int size);
 624 struct mbuf     *m_collapse(struct mbuf *, int, int);
 625 void             m_copyback(struct mbuf *, int, int, c_caddr_t);
 626 void             m_copydata(const struct mbuf *, int, int, caddr_t);
 627 struct mbuf     *m_copym(struct mbuf *, int, int, int);
 628 struct mbuf     *m_copypacket(struct mbuf *, int);
 629 void             m_copy_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
 630 struct mbuf     *m_copyup(struct mbuf *, int, int);
 631 struct mbuf     *m_defrag(struct mbuf *, int);
 632 void             m_demote_pkthdr(struct mbuf *);
 633 void             m_demote(struct mbuf *, int, int);
 634 struct mbuf     *m_devget(char *, int, int, struct ifnet *,
 635                     void (*)(char *, caddr_t, u_int));
 636 struct mbuf     *m_dup(const struct mbuf *, int);
 637 int              m_dup_pkthdr(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
 638 void             m_extadd(struct mbuf *, char *, u_int, m_ext_free_t,
 639                     void *, void *, int, int);
 640 u_int            m_fixhdr(struct mbuf *);
 641 struct mbuf     *m_fragment(struct mbuf *, int, int);
 642 void             m_freem(struct mbuf *);
 643 struct mbuf     *m_get2(int, int, short, int);
 644 struct mbuf     *m_getjcl(int, short, int, int);
 645 struct mbuf     *m_getm2(struct mbuf *, int, int, short, int);
 646 struct mbuf     *m_getptr(struct mbuf *, int, int *);
 647 u_int            m_length(struct mbuf *, struct mbuf **);
 648 int              m_mbuftouio(struct uio *, const struct mbuf *, int);
 649 void             m_move_pkthdr(struct mbuf *, struct mbuf *);
 650 int              m_pkthdr_init(struct mbuf *, int);
 651 struct mbuf     *m_prepend(struct mbuf *, int, int);
 652 void             m_print(const struct mbuf *, int);
 653 struct mbuf     *m_pulldown(struct mbuf *, int, int, int *);
 654 struct mbuf     *m_pullup(struct mbuf *, int);
 655 int              m_sanity(struct mbuf *, int);
 656 struct mbuf     *m_split(struct mbuf *, int, int);
 657 struct mbuf     *m_uiotombuf(struct uio *, int, int, int, int);
 658 struct mbuf     *m_unshare(struct mbuf *, int);
 659
 660 static __inline int
 661 m_gettype(int size)
 662 {
 663         int type;
 664
 665         switch (size) {
 666         case MSIZE:
 667                 type = EXT_MBUF;
 668                 break;
 669         case MCLBYTES:
 670                 type = EXT_CLUSTER;
 671                 break;
 672 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
 673         case MJUMPAGESIZE:
 674                 type = EXT_JUMBOP;
 675                 break;
 676 #endif
 677         case MJUM9BYTES:
 678                 type = EXT_JUMBO9;
 679                 break;
 680         case MJUM16BYTES:
 681                 type = EXT_JUMBO16;
 682                 break;
 683         default:
 684                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
 685         }
 686
 687         return (type);
 688 }
 689
 690 /*
 691  * Associated an external reference counted buffer with an mbuf.
 692  */
 693 static __inline void
 694 m_extaddref(struct mbuf *m, char *buf, u_int size, u_int *ref_cnt,
 695     m_ext_free_t freef, void *arg1, void *arg2)
 696 {
 697
 698         KASSERT(ref_cnt != NULL, ("%s: ref_cnt not provided", __func__));
 699
 700         atomic_add_int(ref_cnt, 1);
 701         m->m_flags |= M_EXT;
 702         m->m_ext.ext_buf = buf;
 703         m->m_ext.ext_cnt = ref_cnt;
 704         m->m_data = m->m_ext.ext_buf;
 705         m->m_ext.ext_size = size;
 706         m->m_ext.ext_free = freef;
 707         m->m_ext.ext_arg1 = arg1;
 708         m->m_ext.ext_arg2 = arg2;
 709         m->m_ext.ext_type = EXT_EXTREF;
 710         m->m_ext.ext_flags = 0;
 711 }
 712
 713 static __inline uma_zone_t
 714 m_getzone(int size)
 715 {
 716         uma_zone_t zone;
 717
 718         switch (size) {
 719         case MCLBYTES:
 720                 zone = zone_clust;
 721                 break;
 722 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
 723         case MJUMPAGESIZE:
 724                 zone = zone_jumbop;
 725                 break;
 726 #endif
 727         case MJUM9BYTES:
 728                 zone = zone_jumbo9;
 729                 break;
 730         case MJUM16BYTES:
 731                 zone = zone_jumbo16;
 732                 break;
 733         default:
 734                 panic("%s: invalid cluster size %d", __func__, size);
 735         }
 736
 737         return (zone);
 738 }
 739
 740 /*
 741  * Initialize an mbuf with linear storage.
 742  *
 743  * Inline because the consumer text overhead will be roughly the same to
 744  * initialize or call a function with this many parameters and M_PKTHDR
 745  * should go away with constant propagation for !MGETHDR.
 746  */
 747 static __inline int
 748 m_init(struct mbuf *m, int how, short type, int flags)
 749 {
 750         int error;
 751
 752         m->m_next = NULL;
 753         m->m_nextpkt = NULL;
 754         m->m_data = m->m_dat;
 755         m->m_len = 0;
 756         m->m_flags = flags;
 757         m->m_type = type;
 758         if (flags & M_PKTHDR)
 759                 error = m_pkthdr_init(m, how);
 760         else
 761                 error = 0;
 762
 763         MBUF_PROBE5(m__init, m, how, type, flags, error);
 764         return (error);
 765 }
 766
 767 static __inline struct mbuf *
 768 m_get(int how, short type)
 769 {
 770         struct mbuf *m;
 771         struct mb_args args;
 772
 773         args.flags = 0;
 774         args.type = type;
 775         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
 776         MBUF_PROBE3(m__get, how, type, m);
 777         return (m);
 778 }
 779
 780 static __inline struct mbuf *
 781 m_gethdr(int how, short type)
 782 {
 783         struct mbuf *m;
 784         struct mb_args args;
 785
 786         args.flags = M_PKTHDR;
 787         args.type = type;
 788         m = uma_zalloc_arg(zone_mbuf, &args, how);
 789         MBUF_PROBE3(m__gethdr, how, type, m);
 790         return (m);
 791 }
 792
 793 static __inline struct mbuf *
 794 m_getcl(int how, short type, int flags)
 795 {
 796         struct mbuf *m;
 797         struct mb_args args;
 798
 799         args.flags = flags;
 800         args.type = type;
 801         m = uma_zalloc_arg(zone_pack, &args, how);
 802         MBUF_PROBE4(m__getcl, how, type, flags, m);
 803         return (m);
 804 }
 805
 806 /*
 807  * XXX: m_cljset() is a dangerous API.  One must attach only a new,
 808  * unreferenced cluster to an mbuf(9).  It is not possible to assert
 809  * that, so care can be taken only by users of the API.
 810  */
 811 static __inline void
 812 m_cljset(struct mbuf *m, void *cl, int type)
 813 {
 814         int size;
 815
 816         switch (type) {
 817         case EXT_CLUSTER:
 818                 size = MCLBYTES;
 819                 break;
 820 #if MJUMPAGESIZE != MCLBYTES
 821         case EXT_JUMBOP:
 822                 size = MJUMPAGESIZE;
 823                 break;
 824 #endif
 825         case EXT_JUMBO9:
 826                 size = MJUM9BYTES;
 827                 break;
 828         case EXT_JUMBO16:
 829                 size = MJUM16BYTES;
 830                 break;
 831         default:
 832                 panic("%s: unknown cluster type %d", __func__, type);
 833                 break;
 834         }
 835
 836         m->m_data = m->m_ext.ext_buf = cl;
 837         m->m_ext.ext_free = m->m_ext.ext_arg1 = m->m_ext.ext_arg2 = NULL;
 838         m->m_ext.ext_size = size;
 839         m->m_ext.ext_type = type;
 840         m->m_ext.ext_flags = EXT_FLAG_EMBREF;
 841         m->m_ext.ext_count = 1;
 842         m->m_flags |= M_EXT;
 843         MBUF_PROBE3(m__cljset, m, cl, type);
 844 }
 845
 846 static __inline void
 847 m_chtype(struct mbuf *m, short new_type)
 848 {
 849
 850         m->m_type = new_type;
 851 }
 852
 853 static __inline void
 854 m_clrprotoflags(struct mbuf *m)
 855 {
 856
 857         while (m) {
 858                 m->m_flags &= ~M_PROTOFLAGS;
 859                 m = m->m_next;
 860         }
 861 }
 862
 863 static __inline struct mbuf *
 864 m_last(struct mbuf *m)
 865 {
 866
 867         while (m->m_next)
 868                 m = m->m_next;
 869         return (m);
 870 }
 871
 872 static inline u_int
 873 m_extrefcnt(struct mbuf *m)
 874 {
 875
 876         KASSERT(m->m_flags & M_EXT, ("%s: M_EXT missing", __func__));
 877
 878         return ((m->m_ext.ext_flags & EXT_FLAG_EMBREF) ? m->m_ext.ext_count :
 879             *m->m_ext.ext_cnt);
 880 }
 881
 882 /*
 883  * mbuf, cluster, and external object allocation macros (for compatibility
 884  * purposes).
 885  */
 886 #define M_MOVE_PKTHDR(to, from) m_move_pkthdr((to), (from))
 887 #define MGET(m, how, type)      ((m) = m_get((how), (type)))
 888 #define MGETHDR(m, how, type)   ((m) = m_gethdr((how), (type)))
 889 #define MCLGET(m, how)          m_clget((m), (how))
 890 #define MEXTADD(m, buf, size, free, arg1, arg2, flags, type)            \
 891     m_extadd((m), (char *)(buf), (size), (free), (arg1), (arg2),        \
 892     (flags), (type))
 893 #define m_getm(m, len, how, type)                                       \
 894     m_getm2((m), (len), (how), (type), M_PKTHDR)
 895
 896 /*
 897  * Evaluate TRUE if it's safe to write to the mbuf m's data region (this can
 898  * be both the local data payload, or an external buffer area, depending on
 899  * whether M_EXT is set).
 900  */
 901 #define M_WRITABLE(m)   (!((m)->m_flags & M_RDONLY) &&                  \
 902                          (!(((m)->m_flags & M_EXT)) ||                  \
 903                          (m_extrefcnt(m) == 1)))
 904
 905 /* Check if the supplied mbuf has a packet header, or else panic. */
 906 #define M_ASSERTPKTHDR(m)                                               \
 907         KASSERT((m) != NULL && (m)->m_flags & M_PKTHDR,                 \
 908             ("%s: no mbuf packet header!", __func__))
 909
 910 /*
 911  * Ensure that the supplied mbuf is a valid, non-free mbuf.
 912  *
 913  * XXX: Broken at the moment.  Need some UMA magic to make it work again.
 914  */
 915 #define M_ASSERTVALID(m)                                                \
 916         KASSERT((((struct mbuf *)m)->m_flags & 0) == 0,                 \
 917             ("%s: attempted use of a free mbuf!", __func__))
 918
 919 /*
 920  * Return the address of the start of the buffer associated with an mbuf,
 921  * handling external storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
 922  */
 923 #define M_START(m)                                                      \
 924         (((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_buf :                  \
 925          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? &(m)->m_pktdat[0] :                \
 926          &(m)->m_dat[0])
 927
 928 /*
 929  * Return the size of the buffer associated with an mbuf, handling external
 930  * storage, packet-header mbufs, and regular data mbufs.
 931  */
 932 #define M_SIZE(m)                                                       \
 933         (((m)->m_flags & M_EXT) ? (m)->m_ext.ext_size :                 \
 934          ((m)->m_flags & M_PKTHDR) ? MHLEN :                            \
 935          MLEN)
 936
 937 /*
 938  * Set the m_data pointer of a newly allocated mbuf to place an object of the
 939  * specified size at the end of the mbuf, longword aligned.
 940  *
 941  * NB: Historically, we had M_ALIGN(), MH_ALIGN(), and MEXT_ALIGN() as
 942  * separate macros, each asserting that it was called at the proper moment.
 943  * This required callers to themselves test the storage type and call the
 944  * right one.  Rather than require callers to be aware of those layout
 945  * decisions, we centralize here.
 946  */
 947 static __inline void
 948 m_align(struct mbuf *m, int len)
 949 {
 950 #ifdef INVARIANTS
 951         const char *msg = "%s: not a virgin mbuf";
 952 #endif
 953         int adjust;
 954
 955         KASSERT(m->m_data == M_START(m), (msg, __func__));
 956
 957         adjust = M_SIZE(m) - len;
 958         m->m_data += adjust &~ (sizeof(long)-1);
 959 }
 960
 961 #define M_ALIGN(m, len)         m_align(m, len)
 962 #define MH_ALIGN(m, len)        m_align(m, len)
 963 #define MEXT_ALIGN(m, len)      m_align(m, len)
 964
 965 /*
 966  * Compute the amount of space available before the current start of data in
 967  * an mbuf.
 968  *
 969  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
 970  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
 971  *
 972  * NB: In previous versions, M_LEADINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
 973  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
 974  * read-only as well.
 975  */
 976 #define M_LEADINGSPACE(m)                                               \
 977         (M_WRITABLE(m) ? ((m)->m_data - M_START(m)) : 0)
 978
 979 /*
 980  * Compute the amount of space available after the end of data in an mbuf.
 981  *
 982  * The M_WRITABLE() is a temporary, conservative safety measure: the burden
 983  * of checking writability of the mbuf data area rests solely with the caller.
 984  *
 985  * NB: In previous versions, M_TRAILINGSPACE() would only check M_WRITABLE()
 986  * for mbufs with external storage.  We now allow mbuf-embedded data to be
 987  * read-only as well.
 988  */
 989 #define M_TRAILINGSPACE(m)                                              \
 990         (M_WRITABLE(m) ?                                                \
 991             ((M_START(m) + M_SIZE(m)) - ((m)->m_data + (m)->m_len)) : 0)
 992
 993 /*
 994  * Arrange to prepend space of size plen to mbuf m.  If a new mbuf must be
 995  * allocated, how specifies whether to wait.  If the allocation fails, the
 996  * original mbuf chain is freed and m is set to NULL.
 997  */
 998 #define M_PREPEND(m, plen, how) do {                                    \
 999         struct mbuf **_mmp = &(m);                                      \
1000         struct mbuf *_mm = *_mmp;                                       \
1001         int _mplen = (plen);                                            \
1002         int __mhow = (how);                                             \
1003                                                                         \
1004         MBUF_CHECKSLEEP(how);                                           \
1005         if (M_LEADINGSPACE(_mm) >= _mplen) {                            \
1006                 _mm->m_data -= _mplen;                                  \
1007                 _mm->m_len += _mplen;                                   \
1008         } else                                                          \
1009                 _mm = m_prepend(_mm, _mplen, __mhow);                   \
1010         if (_mm != NULL && _mm->m_flags & M_PKTHDR)                     \
1011                 _mm->m_pkthdr.len += _mplen;                            \
1012         *_mmp = _mm;                                                    \
1013 } while (0)
1014
1015 /*
1016  * Change mbuf to new type.  This is a relatively expensive operation and
1017  * should be avoided.
1018  */
1019 #define MCHTYPE(m, t)   m_chtype((m), (t))
1020
1021 /* Length to m_copy to copy all. */
1022 #define M_COPYALL       1000000000
1023
1024 extern int              max_datalen;    /* MHLEN - max_hdr */
1025 extern int              max_hdr;        /* Largest link + protocol header */
1026 extern int              max_linkhdr;    /* Largest link-level header */
1027 extern int              max_protohdr;   /* Largest protocol header */
1028 extern int              nmbclusters;    /* Maximum number of clusters */
1029
1030 /*-
1031  * Network packets may have annotations attached by affixing a list of
1032  * "packet tags" to the pkthdr structure.  Packet tags are dynamically
1033  * allocated semi-opaque data structures that have a fixed header
1034  * (struct m_tag) that specifies the size of the memory block and a
1035  * <cookie,type> pair that identifies it.  The cookie is a 32-bit unique
1036  * unsigned value used to identify a module or ABI.  By convention this value
1037  * is chosen as the date+time that the module is created, expressed as the
1038  * number of seconds since the epoch (e.g., using date -u +'%s').  The type
1039  * value is an ABI/module-specific value that identifies a particular
1040  * annotation and is private to the module.  For compatibility with systems
1041  * like OpenBSD that define packet tags w/o an ABI/module cookie, the value
1042  * PACKET_ABI_COMPAT is used to implement m_tag_get and m_tag_find
1043  * compatibility shim functions and several tag types are defined below.
1044  * Users that do not require compatibility should use a private cookie value
1045  * so that packet tag-related definitions can be maintained privately.
1046  *
1047  * Note that the packet tag returned by m_tag_alloc has the default memory
1048  * alignment implemented by malloc.  To reference private data one can use a
1049  * construct like:
1050  *
1051  *      struct m_tag *mtag = m_tag_alloc(...);
1052  *      struct foo *p = (struct foo *)(mtag+1);
1053  *
1054  * if the alignment of struct m_tag is sufficient for referencing members of
1055  * struct foo.  Otherwise it is necessary to embed struct m_tag within the
1056  * private data structure to insure proper alignment; e.g.,
1057  *
1058  *      struct foo {
1059  *              struct m_tag    tag;
1060  *              ...
1061  *      };
1062  *      struct foo *p = (struct foo *) m_tag_alloc(...);
1063  *      struct m_tag *mtag = &p->tag;
1064  */
1065
1066 /*
1067  * Persistent tags stay with an mbuf until the mbuf is reclaimed.  Otherwise
1068  * tags are expected to ``vanish'' when they pass through a network
1069  * interface.  For most interfaces this happens normally as the tags are
1070  * reclaimed when the mbuf is free'd.  However in some special cases
1071  * reclaiming must be done manually.  An example is packets that pass through
1072  * the loopback interface.  Also, one must be careful to do this when
1073  * ``turning around'' packets (e.g., icmp_reflect).
1074  *
1075  * To mark a tag persistent bit-or this flag in when defining the tag id.
1076  * The tag will then be treated as described above.
1077  */
1078 #define MTAG_PERSISTENT                         0x800
1079
1080 #define PACKET_TAG_NONE                         0  /* Nadda */
1081
1082 /* Packet tags for use with PACKET_ABI_COMPAT. */
1083 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_DONE                1  /* IPsec applied, in */
1084 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_DONE               2  /* IPsec applied, out */
1085 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_CRYPTO_DONE         3  /* NIC IPsec crypto done */
1086 #define PACKET_TAG_IPSEC_OUT_CRYPTO_NEEDED      4  /* NIC IPsec crypto req'ed */
1087 #define PACKET_TAG_IPSEC_IN_COULD_DO_CRYPTO     5  /* NIC notifies IPsec */
1088 #define PACKET_TAG_IPSEC_PENDING_TDB            6  /* Reminder to do IPsec */
1089 #define PACKET_TAG_BRIDGE                       7  /* Bridge processing done */
1090 #define PACKET_TAG_GIF                          8  /* GIF processing done */
1091 #define PACKET_TAG_GRE                          9  /* GRE processing done */
1092 #define PACKET_TAG_IN_PACKET_CHECKSUM           10 /* NIC checksumming done */
1093 #define PACKET_TAG_ENCAP                        11 /* Encap.  processing */
1094 #define PACKET_TAG_IPSEC_SOCKET                 12 /* IPSEC socket ref */
1095 #define PACKET_TAG_IPSEC_HISTORY                13 /* IPSEC history */
1096 #define PACKET_TAG_IPV6_INPUT                   14 /* IPV6 input processing */
1097 #define PACKET_TAG_DUMMYNET                     15 /* dummynet info */
1098 #define PACKET_TAG_DIVERT                       17 /* divert info */
1099 #define PACKET_TAG_IPFORWARD                    18 /* ipforward info */
1100 #define PACKET_TAG_MACLABEL     (19 | MTAG_PERSISTENT) /* MAC label */
1101 #define PACKET_TAG_PF           (21 | MTAG_PERSISTENT) /* PF/ALTQ information */
1102 #define PACKET_TAG_RTSOCKFAM                    25 /* rtsock sa family */
1103 #define PACKET_TAG_IPOPTIONS                    27 /* Saved IP options */
1104 #define PACKET_TAG_CARP                         28 /* CARP info */
1105 #define PACKET_TAG_IPSEC_NAT_T_PORTS            29 /* two uint16_t */
1106 #define PACKET_TAG_ND_OUTGOING                  30 /* ND outgoing */
1107
1108 /* Specific cookies and tags. */
1109
1110 /* Packet tag routines. */
1111 struct m_tag    *m_tag_alloc(u_int32_t, int, int, int);
1112 void             m_tag_delete(struct mbuf *, struct m_tag *);
1113 void             m_tag_delete_chain(struct mbuf *, struct m_tag *);
1114 void             m_tag_free_default(struct m_tag *);
1115 struct m_tag    *m_tag_locate(struct mbuf *, u_int32_t, int, struct m_tag *);
1116 struct m_tag    *m_tag_copy(struct m_tag *, int);
1117 int              m_tag_copy_chain(struct mbuf *, const struct mbuf *, int);
1118 void             m_tag_delete_nonpersistent(struct mbuf *);
1119
1120 /*
1121  * Initialize the list of tags associated with an mbuf.
1122  */
1123 static __inline void
1124 m_tag_init(struct mbuf *m)
1125 {
1126
1127         SLIST_INIT(&m->m_pkthdr.tags);
1128 }
1129
1130 /*
1131  * Set up the contents of a tag.  Note that this does not fill in the free
1132  * method; the caller is expected to do that.
1133  *
1134  * XXX probably should be called m_tag_init, but that was already taken.
1135  */
1136 static __inline void
1137 m_tag_setup(struct m_tag *t, u_int32_t cookie, int type, int len)
1138 {
1139
1140         t->m_tag_id = type;
1141         t->m_tag_len = len;
1142         t->m_tag_cookie = cookie;
1143 }
1144
1145 /*
1146  * Reclaim resources associated with a tag.
1147  */
1148 static __inline void
1149 m_tag_free(struct m_tag *t)
1150 {
1151
1152         (*t->m_tag_free)(t);
1153 }
1154
1155 /*
1156  * Return the first tag associated with an mbuf.
1157  */
1158 static __inline struct m_tag *
1159 m_tag_first(struct mbuf *m)
1160 {
1161
1162         return (SLIST_FIRST(&m->m_pkthdr.tags));
1163 }
1164
1165 /*
1166  * Return the next tag in the list of tags associated with an mbuf.
1167  */
1168 static __inline struct m_tag *
1169 m_tag_next(struct mbuf *m __unused, struct m_tag *t)
1170 {
1171
1172         return (SLIST_NEXT(t, m_tag_link));
1173 }
1174
1175 /*
1176  * Prepend a tag to the list of tags associated with an mbuf.
1177  */
1178 static __inline void
1179 m_tag_prepend(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1180 {
1181
1182         SLIST_INSERT_HEAD(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag_link);
1183 }
1184
1185 /*
1186  * Unlink a tag from the list of tags associated with an mbuf.
1187  */
1188 static __inline void
1189 m_tag_unlink(struct mbuf *m, struct m_tag *t)
1190 {
1191
1192         SLIST_REMOVE(&m->m_pkthdr.tags, t, m_tag, m_tag_link);
1193 }
1194
1195 /* These are for OpenBSD compatibility. */
1196 #define MTAG_ABI_COMPAT         0               /* compatibility ABI */
1197
1198 static __inline struct m_tag *
1199 m_tag_get(int type, int length, int wait)
1200 {
1201         return (m_tag_alloc(MTAG_ABI_COMPAT, type, length, wait));
1202 }
1203
1204 static __inline struct m_tag *
1205 m_tag_find(struct mbuf *m, int type, struct m_tag *start)
1206 {
1207         return (SLIST_EMPTY(&m->m_pkthdr.tags) ? (struct m_tag *)NULL :
1208             m_tag_locate(m, MTAG_ABI_COMPAT, type, start));
1209 }
1210
1211 static __inline struct mbuf *
1212 m_free(struct mbuf *m)
1213 {
1214         struct mbuf *n = m->m_next;
1215
1216         MBUF_PROBE1(m__free, m);
1217         if ((m->m_flags & (M_PKTHDR|M_NOFREE)) == (M_PKTHDR|M_NOFREE))
1218                 m_tag_delete_chain(m, NULL);
1219         if (m->m_flags & M_EXT)
1220                 mb_free_ext(m);
1221         else if ((m->m_flags & M_NOFREE) == 0)
1222                 uma_zfree(zone_mbuf, m);
1223         return (n);
1224 }
1225
1226 static __inline int
1227 rt_m_getfib(struct mbuf *m)
1228 {
1229         KASSERT(m->m_flags & M_PKTHDR , ("Attempt to get FIB from non header mbuf."));
1230         return (m->m_pkthdr.fibnum);
1231 }
1232
1233 #define M_GETFIB(_m)   rt_m_getfib(_m)
1234
1235 #define M_SETFIB(_m, _fib) do {                                         \
1236         KASSERT((_m)->m_flags & M_PKTHDR, ("Attempt to set FIB on non header mbuf."));  \
1237         ((_m)->m_pkthdr.fibnum) = (_fib);                               \
1238 } while (0)
1239
1240 /* flags passed as first argument for "m_ether_tcpip_hash()" */
1241 #define MBUF_HASHFLAG_L2        (1 << 2)
1242 #define MBUF_HASHFLAG_L3        (1 << 3)
1243 #define MBUF_HASHFLAG_L4        (1 << 4)
1244
1245 /* mbuf hashing helper routines */
1246 uint32_t        m_ether_tcpip_hash_init(void);
1247 uint32_t        m_ether_tcpip_hash(const uint32_t, const struct mbuf *, const uint32_t);
1248
1249 #ifdef MBUF_PROFILING
1250  void m_profile(struct mbuf *m);
1251  #define M_PROFILE(m) m_profile(m)
1252 #else
1253  #define M_PROFILE(m)
1254 #endif
1255
1256 struct mbufq {
1257         STAILQ_HEAD(, mbuf)     mq_head;
1258         int                     mq_len;
1259         int                     mq_maxlen;
1260 };
1261
1262 static inline void
1263 mbufq_init(struct mbufq *mq, int maxlen)
1264 {
1265
1266         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1267         mq->mq_maxlen = maxlen;
1268         mq->mq_len = 0;
1269 }
1270
1271 static inline struct mbuf *
1272 mbufq_flush(struct mbufq *mq)
1273 {
1274         struct mbuf *m;
1275
1276         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1277         STAILQ_INIT(&mq->mq_head);
1278         mq->mq_len = 0;
1279         return (m);
1280 }
1281
1282 static inline void
1283 mbufq_drain(struct mbufq *mq)
1284 {
1285         struct mbuf *m, *n;
1286
1287         n = mbufq_flush(mq);
1288         while ((m = n) != NULL) {
1289                 n = STAILQ_NEXT(m, m_stailqpkt);
1290                 m_freem(m);
1291         }
1292 }
1293
1294 static inline struct mbuf *
1295 mbufq_first(const struct mbufq *mq)
1296 {
1297
1298         return (STAILQ_FIRST(&mq->mq_head));
1299 }
1300
1301 static inline struct mbuf *
1302 mbufq_last(const struct mbufq *mq)
1303 {
1304
1305         return (STAILQ_LAST(&mq->mq_head, mbuf, m_stailqpkt));
1306 }
1307
1308 static inline int
1309 mbufq_full(const struct mbufq *mq)
1310 {
1311
1312         return (mq->mq_len >= mq->mq_maxlen);
1313 }
1314
1315 static inline int
1316 mbufq_len(const struct mbufq *mq)
1317 {
1318
1319         return (mq->mq_len);
1320 }
1321
1322 static inline int
1323 mbufq_enqueue(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1324 {
1325
1326         if (mbufq_full(mq))
1327                 return (ENOBUFS);
1328         STAILQ_INSERT_TAIL(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1329         mq->mq_len++;
1330         return (0);
1331 }
1332
1333 static inline struct mbuf *
1334 mbufq_dequeue(struct mbufq *mq)
1335 {
1336         struct mbuf *m;
1337
1338         m = STAILQ_FIRST(&mq->mq_head);
1339         if (m) {
1340                 STAILQ_REMOVE_HEAD(&mq->mq_head, m_stailqpkt);
1341                 m->m_nextpkt = NULL;
1342                 mq->mq_len--;
1343         }
1344         return (m);
1345 }
1346
1347 static inline void
1348 mbufq_prepend(struct mbufq *mq, struct mbuf *m)
1349 {
1350
1351         STAILQ_INSERT_HEAD(&mq->mq_head, m, m_stailqpkt);
1352         mq->mq_len++;
1353 }
1354
1355 /*
1356  * Note: this doesn't enforce the maximum list size for dst.
1357  */
1358 static inline void
1359 mbufq_concat(struct mbufq *mq_dst, struct mbufq *mq_src)
1360 {
1361
1362         mq_dst->mq_len += mq_src->mq_len;
1363         STAILQ_CONCAT(&mq_dst->mq_head, &mq_src->mq_head);
1364         mq_src->mq_len = 0;
1365 }
1366
1367 #ifdef _SYS_TIMESPEC_H_
1368 static inline void
1369 mbuf_tstmp2timespec(struct mbuf *m, struct timespec *ts)
1370 {
1371
1372         KASSERT((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0, ("mbuf %p no M_PKTHDR", m));
1373         KASSERT((m->m_flags & M_TSTMP) != 0, ("mbuf %p no M_TSTMP", m));
1374         ts->tv_sec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp / 1000000000;
1375         ts->tv_nsec = m->m_pkthdr.rcv_tstmp % 1000000000;
1376 }
1377 #endif
1378
1379 #ifdef NETDUMP
1380 /* Invoked from the netdump client code. */
1381 void    netdump_mbuf_drain(void);
1382 void    netdump_mbuf_dump(void);
1383 void    netdump_mbuf_reinit(int nmbuf, int nclust, int clsize);
1384 #endif
1385
1386 #endif /* _KERNEL */
1387 #endif /* !_SYS_MBUF_H_ */