/*      $NetBSD: key.c,v 1.285 2024/09/02 18:56:20 andvar Exp $ */
/*      $FreeBSD: key.c,v 1.3.2.3 2004/02/14 22:23:23 bms Exp $ */
/*      $KAME: key.c,v 1.191 2001/06/27 10:46:49 sakane Exp $   */

/*
* Copyright (C) 1995, 1996, 1997, and 1998 WIDE Project.
* All rights reserved.
*
* Redistribution and use in source and binary forms, with or without
* modification, are permitted provided that the following conditions
* are met:
* 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
* 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
*    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
*    documentation and/or other materials provided with the distribution.
* 3. Neither the name of the project nor the names of its contributors
*    may be used to endorse or promote products derived from this software
*    without specific prior written permission.
*
* THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE PROJECT AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
* ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
* IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
* ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE PROJECT OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
* FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
* DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
* OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
* HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
* LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
* OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
* SUCH DAMAGE.
*/

#include <sys/cdefs.h>
__KERNEL_RCSID(0, "$NetBSD: key.c,v 1.285 2024/09/02 18:56:20 andvar Exp $");

/*
* This code is referred to RFC 2367
*/

#if defined(_KERNEL_OPT)
#include "opt_inet.h"
#include "opt_ipsec.h"
#include "opt_gateway.h"
#include "opt_net_mpsafe.h"
#endif

#include <sys/types.h>
#include <sys/param.h>
#include <sys/systm.h>
#include <sys/callout.h>
#include <sys/kernel.h>
#include <sys/mbuf.h>
#include <sys/domain.h>
#include <sys/socket.h>
#include <sys/socketvar.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/errno.h>
#include <sys/proc.h>
#include <sys/queue.h>
#include <sys/syslog.h>
#include <sys/once.h>
#include <sys/cprng.h>
#include <sys/psref.h>
#include <sys/lwp.h>
#include <sys/workqueue.h>
#include <sys/kmem.h>
#include <sys/cpu.h>
#include <sys/atomic.h>
#include <sys/pslist.h>
#include <sys/mutex.h>
#include <sys/condvar.h>
#include <sys/localcount.h>
#include <sys/pserialize.h>
#include <sys/hash.h>
#include <sys/xcall.h>

#include <net/if.h>
#include <net/route.h>

#include <netinet/in.h>
#include <netinet/in_systm.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <netinet/in_var.h>
#ifdef INET
#include <netinet/ip_var.h>
#endif

#ifdef INET6
#include <netinet/ip6.h>
#include <netinet6/in6_var.h>
#include <netinet6/ip6_var.h>
#endif /* INET6 */

#ifdef INET
#include <netinet/in_pcb.h>
#endif
#ifdef INET6
#include <netinet6/in6_pcb.h>
#endif /* INET6 */

#include <net/pfkeyv2.h>
#include <netipsec/keydb.h>
#include <netipsec/key.h>
#include <netipsec/keysock.h>
#include <netipsec/key_debug.h>

#include <netipsec/ipsec.h>
#ifdef INET6
#include <netipsec/ipsec6.h>
#endif
#include <netipsec/ipsec_private.h>

#include <netipsec/xform.h>
#include <netipsec/ipcomp.h>

#define FULLMASK        0xffu
#define _BITS(bytes)    ((bytes) << 3)

#define PORT_NONE       0
#define PORT_LOOSE      1
#define PORT_STRICT     2

#ifndef SAHHASH_NHASH
#define SAHHASH_NHASH           128
#endif

#ifndef SAVLUT_NHASH
#define SAVLUT_NHASH            128
#endif

percpu_t *pfkeystat_percpu;

/*
* Note on SA reference counting:
* - SAs that are not in DEAD state will have (total external reference + 1)
*   following value in reference count field.  they cannot be freed and are
*   referenced from SA header.
* - SAs that are in DEAD state will have (total external reference)
*   in reference count field.  they are ready to be freed.  reference from
*   SA header will be removed in key_delsav(), when the reference count
*   field hits 0 (= no external reference other than from SA header.
*/

u_int32_t key_debug_level = 0;
static u_int key_spi_trycnt = 1000;
static u_int32_t key_spi_minval = 0x100;
static u_int32_t key_spi_maxval = 0x0fffffff;   /* XXX */
static u_int32_t policy_id = 0;
static u_int key_int_random = 60;       /*interval to initialize randseed,1(m)*/
static u_int key_larval_lifetime = 30;  /* interval to expire acquiring, 30(s)*/
static int key_blockacq_count = 10;     /* counter for blocking SADB_ACQUIRE.*/
static int key_blockacq_lifetime = 20;  /* lifetime for blocking SADB_ACQUIRE.*/
static int key_prefered_oldsa = 0;      /* prefered old sa rather than new sa.*/

static u_int32_t acq_seq = 0;

/*
* Locking order: there is no order for now; it means that any locks aren't
* overlapped.
*/
/*
* Locking notes on SPD:
* - Modifications to the key_spd.splist must be done with holding key_spd.lock
*   which is a adaptive mutex
* - Read accesses to the key_spd.splist must be in pserialize(9) read sections
* - SP's lifetime is managed by localcount(9)
* - An SP that has been inserted to the key_spd.splist is initially referenced
*   by none, i.e., a reference from the key_spd.splist isn't counted
* - When an SP is being destroyed, we change its state as DEAD, wait for
*   references to the SP to be released, and then deallocate the SP
*   (see key_unlink_sp)
* - Getting an SP
*   - Normally we get an SP from the key_spd.splist (see key_lookup_sp_byspidx)
*     - Must iterate the list and increment the reference count of a found SP
*       (by key_sp_ref) in a pserialize read section
*   - We can gain another reference from a held SP only if we check its state
*     and take its reference in a pserialize read section
*     (see esp_output for example)
*   - We may get an SP from an SP cache. See below
*   - A gotten SP must be released after use by KEY_SP_UNREF (key_sp_unref)
* - Updating member variables of an SP
*   - Most member variables of an SP are immutable
*   - Only sp->state and sp->lastused can be changed
*   - sp->state of an SP is updated only when destroying it under key_spd.lock
* - SP caches
*   - SPs can be cached in PCBs
*   - The lifetime of the caches is controlled by the global generation counter
*     (ipsec_spdgen)
*   - The global counter value is stored when an SP is cached
*   - If the stored value is different from the global counter then the cache
*     is considered invalidated
*   - The counter is incremented when an SP is being destroyed
*   - So checking the generation and taking a reference to an SP should be
*     in a pserialize read section
*   - Note that caching doesn't increment the reference counter of an SP
* - SPs in sockets
*   - Userland programs can set a policy to a socket by
*     setsockopt(IP_IPSEC_POLICY)
*   - Such policies (SPs) are set to a socket (PCB) and also inserted to
*     the key_spd.socksplist list (not the key_spd.splist)
*   - Such a policy is destroyed when a corresponding socket is destroed,
*     however, a socket can be destroyed in softint so we cannot destroy
*     it directly instead we just mark it DEAD and delay the destruction
*     until GC by the timer
* - SP origin
*   - SPs can be created by both userland programs and kernel components.
*     The SPs created in kernel must not be removed by userland programs,
*     although the SPs can be read by userland programs.
*/
/*
* Locking notes on SAD:
* - Data structures
*   - SAs are managed by the list called key_sad.sahlists and sav lists of
*     sah entries
*     - An sav is supposed to be an SA from a viewpoint of users
*   - A sah has sav lists for each SA state
*   - Multiple saves with the same saidx can exist
*     - Only one entry has MATURE state and others should be DEAD
*     - DEAD entries are just ignored from searching
*   - All sav whose state is MATURE or DYING are registered to the lookup
*     table called key_sad.savlut in addition to the savlists.
*     - The table is used to search an sav without use of saidx.
* - Modifications to the key_sad.sahlists, sah.savlist and key_sad.savlut
*   must be done with holding key_sad.lock which is a adaptive mutex
* - Read accesses to the key_sad.sahlists, sah.savlist and key_sad.savlut
*   must be in pserialize(9) read sections
* - sah's lifetime is managed by localcount(9)
* - Getting an sah entry
*   - We get an sah from the key_sad.sahlists
*     - Must iterate the list and increment the reference count of a found sah
*       (by key_sah_ref) in a pserialize read section
*   - A gotten sah must be released after use by key_sah_unref
* - An sah is destroyed when its state become DEAD and no sav is
*   listed to the sah
*   - The destruction is done only in the timer (see key_timehandler_sad)
* - sav's lifetime is managed by localcount(9)
* - Getting an sav entry
*   - First get an sah by saidx and get an sav from either of sah's savlists
*     - Must iterate the list and increment the reference count of a found sav
*       (by key_sa_ref) in a pserialize read section
*   - We can gain another reference from a held SA only if we check its state
*     and take its reference in a pserialize read section
*     (see esp_output for example)
*   - A gotten sav must be released after use by key_sa_unref
* - An sav is destroyed when its state become DEAD
*/
/*
* Locking notes on misc data:
* - All lists of key_misc are protected by key_misc.lock
*   - key_misc.lock must be held even for read accesses
*/

/* SPD */
static struct {
       kmutex_t lock;
       kcondvar_t cv_lc;
       struct pslist_head splist[IPSEC_DIR_MAX];
       /*
        * The list has SPs that are set to a socket via
        * setsockopt(IP_IPSEC_POLICY) from userland. See ipsec_set_policy.
        */
       struct pslist_head socksplist;

       pserialize_t psz;
       kcondvar_t cv_psz;
       bool psz_performing;
} key_spd __cacheline_aligned;

/* SAD */
static struct {
       kmutex_t lock;
       kcondvar_t cv_lc;
       struct pslist_head *sahlists;
       u_long sahlistmask;
       struct pslist_head *savlut;
       u_long savlutmask;

       pserialize_t psz;
       kcondvar_t cv_psz;
       bool psz_performing;
} key_sad __cacheline_aligned;

/* Misc data */
static struct {
       kmutex_t lock;
       /* registed list */
       LIST_HEAD(_reglist, secreg) reglist[SADB_SATYPE_MAX + 1];
#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
       /* acquiring list */
       LIST_HEAD(_acqlist, secacq) acqlist;
#endif
#ifdef notyet
       /* SP acquiring list */
       LIST_HEAD(_spacqlist, secspacq) spacqlist;
#endif
} key_misc __cacheline_aligned;

/* Macros for key_spd.splist */
#define SPLIST_ENTRY_INIT(sp)                                           \
       PSLIST_ENTRY_INIT((sp), pslist_entry)
#define SPLIST_ENTRY_DESTROY(sp)                                        \
       PSLIST_ENTRY_DESTROY((sp), pslist_entry)
#define SPLIST_WRITER_REMOVE(sp)                                        \
       PSLIST_WRITER_REMOVE((sp), pslist_entry)
#define SPLIST_READER_EMPTY(dir)                                        \
       (PSLIST_READER_FIRST(&key_spd.splist[(dir)], struct secpolicy,  \
                            pslist_entry) == NULL)
#define SPLIST_READER_FOREACH(sp, dir)                                  \
       PSLIST_READER_FOREACH((sp), &key_spd.splist[(dir)],             \
                             struct secpolicy, pslist_entry)
#define SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir)                                  \
       PSLIST_WRITER_FOREACH((sp), &key_spd.splist[(dir)],             \
                             struct secpolicy, pslist_entry)
#define SPLIST_WRITER_INSERT_AFTER(sp, new)                             \
       PSLIST_WRITER_INSERT_AFTER((sp), (new), pslist_entry)
#define SPLIST_WRITER_EMPTY(dir)                                        \
       (PSLIST_WRITER_FIRST(&key_spd.splist[(dir)], struct secpolicy,  \
                            pslist_entry) == NULL)
#define SPLIST_WRITER_INSERT_HEAD(dir, sp)                              \
       PSLIST_WRITER_INSERT_HEAD(&key_spd.splist[(dir)], (sp),         \
                                 pslist_entry)
#define SPLIST_WRITER_NEXT(sp)                                          \
       PSLIST_WRITER_NEXT((sp), struct secpolicy, pslist_entry)
#define SPLIST_WRITER_INSERT_TAIL(dir, new)                             \
       do {                                                            \
               if (SPLIST_WRITER_EMPTY((dir))) {                       \
                       SPLIST_WRITER_INSERT_HEAD((dir), (new));        \
               } else {                                                \
                       struct secpolicy *__sp;                         \
                       SPLIST_WRITER_FOREACH(__sp, (dir)) {            \
                               if (SPLIST_WRITER_NEXT(__sp) == NULL) { \
                                       SPLIST_WRITER_INSERT_AFTER(__sp,\
                                           (new));                     \
                                       break;                          \
                               }                                       \
                       }                                               \
               }                                                       \
       } while (0)

/* Macros for key_spd.socksplist */
#define SOCKSPLIST_WRITER_FOREACH(sp)                                   \
       PSLIST_WRITER_FOREACH((sp), &key_spd.socksplist,                \
                             struct secpolicy, pslist_entry)
#define SOCKSPLIST_READER_EMPTY()                                       \
       (PSLIST_READER_FIRST(&key_spd.socksplist, struct secpolicy,     \
                            pslist_entry) == NULL)

/* Macros for key_sad.sahlist */
#define SAHLIST_ENTRY_INIT(sah)                                         \
       PSLIST_ENTRY_INIT((sah), pslist_entry)
#define SAHLIST_ENTRY_DESTROY(sah)                                      \
       PSLIST_ENTRY_DESTROY((sah), pslist_entry)
#define SAHLIST_WRITER_REMOVE(sah)                                      \
       PSLIST_WRITER_REMOVE((sah), pslist_entry)
#define SAHLIST_READER_FOREACH(sah)                                     \
       for(int _i_sah = 0; _i_sah <= key_sad.sahlistmask; _i_sah++)    \
               PSLIST_READER_FOREACH((sah), &key_sad.sahlists[_i_sah], \
                                     struct secashead, pslist_entry)
#define SAHLIST_READER_FOREACH_SAIDX(sah, saidx)                        \
       PSLIST_READER_FOREACH((sah),                                    \
           &key_sad.sahlists[key_saidxhash((saidx),                    \
                              key_sad.sahlistmask)],                   \
           struct secashead, pslist_entry)
#define SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah)                                     \
       for(int _i_sah = 0; _i_sah <= key_sad.sahlistmask; _i_sah++)    \
               PSLIST_WRITER_FOREACH((sah), &key_sad.sahlists[_i_sah], \
                                    struct secashead, pslist_entry)
#define SAHLIST_WRITER_INSERT_HEAD(sah)                                 \
       PSLIST_WRITER_INSERT_HEAD(                                      \
           &key_sad.sahlists[key_saidxhash(&(sah)->saidx,              \
                             key_sad.sahlistmask)],    \
           (sah), pslist_entry)

/* Macros for key_sad.sahlist#savlist */
#define SAVLIST_ENTRY_INIT(sav)                                         \
       PSLIST_ENTRY_INIT((sav), pslist_entry)
#define SAVLIST_ENTRY_DESTROY(sav)                                      \
       PSLIST_ENTRY_DESTROY((sav), pslist_entry)
#define SAVLIST_READER_FIRST(sah, state)                                \
       PSLIST_READER_FIRST(&(sah)->savlist[(state)], struct secasvar,  \
                           pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_REMOVE(sav)                                      \
       PSLIST_WRITER_REMOVE((sav), pslist_entry)
#define SAVLIST_READER_FOREACH(sav, sah, state)                         \
       PSLIST_READER_FOREACH((sav), &(sah)->savlist[(state)],          \
                             struct secasvar, pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state)                         \
       PSLIST_WRITER_FOREACH((sav), &(sah)->savlist[(state)],          \
                             struct secasvar, pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_INSERT_BEFORE(sav, new)                          \
       PSLIST_WRITER_INSERT_BEFORE((sav), (new), pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_INSERT_AFTER(sav, new)                           \
       PSLIST_WRITER_INSERT_AFTER((sav), (new), pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_EMPTY(sah, state)                                \
       (PSLIST_WRITER_FIRST(&(sah)->savlist[(state)], struct secasvar, \
                            pslist_entry) == NULL)
#define SAVLIST_WRITER_INSERT_HEAD(sah, state, sav)                     \
       PSLIST_WRITER_INSERT_HEAD(&(sah)->savlist[(state)], (sav),      \
                                 pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_NEXT(sav)                                        \
       PSLIST_WRITER_NEXT((sav), struct secasvar, pslist_entry)
#define SAVLIST_WRITER_INSERT_TAIL(sah, state, new)                     \
       do {                                                            \
               if (SAVLIST_WRITER_EMPTY((sah), (state))) {             \
                       SAVLIST_WRITER_INSERT_HEAD((sah), (state), (new));\
               } else {                                                \
                       struct secasvar *__sav;                         \
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(__sav, (sah), (state)) { \
                               if (SAVLIST_WRITER_NEXT(__sav) == NULL) {\
                                       SAVLIST_WRITER_INSERT_AFTER(__sav,\
                                           (new));                     \
                                       break;                          \
                               }                                       \
                       }                                               \
               }                                                       \
       } while (0)
#define SAVLIST_READER_NEXT(sav)                                        \
       PSLIST_READER_NEXT((sav), struct secasvar, pslist_entry)

/* Macros for key_sad.savlut */
#define SAVLUT_ENTRY_INIT(sav)                                          \
       PSLIST_ENTRY_INIT((sav), pslist_entry_savlut)
#define SAVLUT_READER_FOREACH(sav, dst, proto, hash_key)                \
       PSLIST_READER_FOREACH((sav),                                    \
       &key_sad.savlut[key_savluthash(dst, proto, hash_key,            \
                         key_sad.savlutmask)],                         \
       struct secasvar, pslist_entry_savlut)
#define SAVLUT_WRITER_INSERT_HEAD(sav)                                  \
       key_savlut_writer_insert_head((sav))
#define SAVLUT_WRITER_REMOVE(sav)                                       \
       do {                                                            \
               if (!(sav)->savlut_added)                               \
                       break;                                          \
               PSLIST_WRITER_REMOVE((sav), pslist_entry_savlut);       \
               (sav)->savlut_added = false;                            \
       } while(0)

/* search order for SAs */
       /*
        * This order is important because we must select the oldest SA
        * for outbound processing.  For inbound, This is not important.
        */
static const u_int saorder_state_valid_prefer_old[] = {
       SADB_SASTATE_DYING, SADB_SASTATE_MATURE,
};
static const u_int saorder_state_valid_prefer_new[] = {
       SADB_SASTATE_MATURE, SADB_SASTATE_DYING,
};

static const u_int saorder_state_alive[] = {
       /* except DEAD */
       SADB_SASTATE_MATURE, SADB_SASTATE_DYING, SADB_SASTATE_LARVAL
};
static const u_int saorder_state_any[] = {
       SADB_SASTATE_MATURE, SADB_SASTATE_DYING,
       SADB_SASTATE_LARVAL, SADB_SASTATE_DEAD
};

#define SASTATE_ALIVE_FOREACH(s)                                \
       for (int _i = 0;                                        \
           _i < __arraycount(saorder_state_alive) ?            \
           (s) = saorder_state_alive[_i], true : false;        \
           _i++)
#define SASTATE_ANY_FOREACH(s)                                  \
       for (int _i = 0;                                        \
           _i < __arraycount(saorder_state_any) ?              \
           (s) = saorder_state_any[_i], true : false;          \
           _i++)
#define SASTATE_USABLE_FOREACH(s)                               \
       for (int _i = 0;                                        \
           _i < __arraycount(saorder_state_valid_prefer_new) ? \
           (s) = saorder_state_valid_prefer_new[_i],           \
           true : false;                                       \
           _i++)

static const int minsize[] = {
       sizeof(struct sadb_msg),        /* SADB_EXT_RESERVED */
       sizeof(struct sadb_sa),         /* SADB_EXT_SA */
       sizeof(struct sadb_lifetime),   /* SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT */
       sizeof(struct sadb_lifetime),   /* SADB_EXT_LIFETIME_HARD */
       sizeof(struct sadb_lifetime),   /* SADB_EXT_LIFETIME_SOFT */
       sizeof(struct sadb_address),    /* SADB_EXT_ADDRESS_SRC */
       sizeof(struct sadb_address),    /* SADB_EXT_ADDRESS_DST */
       sizeof(struct sadb_address),    /* SADB_EXT_ADDRESS_PROXY */
       sizeof(struct sadb_key),        /* SADB_EXT_KEY_AUTH */
       sizeof(struct sadb_key),        /* SADB_EXT_KEY_ENCRYPT */
       sizeof(struct sadb_ident),      /* SADB_EXT_IDENTITY_SRC */
       sizeof(struct sadb_ident),      /* SADB_EXT_IDENTITY_DST */
       sizeof(struct sadb_sens),       /* SADB_EXT_SENSITIVITY */
       sizeof(struct sadb_prop),       /* SADB_EXT_PROPOSAL */
       sizeof(struct sadb_supported),  /* SADB_EXT_SUPPORTED_AUTH */
       sizeof(struct sadb_supported),  /* SADB_EXT_SUPPORTED_ENCRYPT */
       sizeof(struct sadb_spirange),   /* SADB_EXT_SPIRANGE */
       0,                              /* SADB_X_EXT_KMPRIVATE */
       sizeof(struct sadb_x_policy),   /* SADB_X_EXT_POLICY */
       sizeof(struct sadb_x_sa2),      /* SADB_X_SA2 */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_type),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_port),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_port),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT */
       sizeof(struct sadb_address),            /* SADB_X_EXT_NAT_T_OAI */
       sizeof(struct sadb_address),            /* SADB_X_EXT_NAT_T_OAR */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_frag),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG */
};
static const int maxsize[] = {
       sizeof(struct sadb_msg),        /* SADB_EXT_RESERVED */
       sizeof(struct sadb_sa),         /* SADB_EXT_SA */
       sizeof(struct sadb_lifetime),   /* SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT */
       sizeof(struct sadb_lifetime),   /* SADB_EXT_LIFETIME_HARD */
       sizeof(struct sadb_lifetime),   /* SADB_EXT_LIFETIME_SOFT */
       0,                              /* SADB_EXT_ADDRESS_SRC */
       0,                              /* SADB_EXT_ADDRESS_DST */
       0,                              /* SADB_EXT_ADDRESS_PROXY */
       0,                              /* SADB_EXT_KEY_AUTH */
       0,                              /* SADB_EXT_KEY_ENCRYPT */
       0,                              /* SADB_EXT_IDENTITY_SRC */
       0,                              /* SADB_EXT_IDENTITY_DST */
       0,                              /* SADB_EXT_SENSITIVITY */
       0,                              /* SADB_EXT_PROPOSAL */
       0,                              /* SADB_EXT_SUPPORTED_AUTH */
       0,                              /* SADB_EXT_SUPPORTED_ENCRYPT */
       sizeof(struct sadb_spirange),   /* SADB_EXT_SPIRANGE */
       0,                              /* SADB_X_EXT_KMPRIVATE */
       0,                              /* SADB_X_EXT_POLICY */
       sizeof(struct sadb_x_sa2),      /* SADB_X_SA2 */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_type),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_port),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_port),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT */
       0,                                      /* SADB_X_EXT_NAT_T_OAI */
       0,                                      /* SADB_X_EXT_NAT_T_OAR */
       sizeof(struct sadb_x_nat_t_frag),       /* SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG */
};

static int ipsec_esp_keymin = 256;
static int ipsec_esp_auth = 0;
static int ipsec_ah_keymin = 128;
static bool ipsec_allow_different_idtype = false;

#ifdef SYSCTL_DECL
SYSCTL_DECL(_net_key);
#endif

#ifdef SYSCTL_INT
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_DEBUG_LEVEL,        debug,  CTLFLAG_RW, \
       &key_debug_level,       0,      "");

/* max count of trial for the decision of spi value */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_SPI_TRY,            spi_trycnt,     CTLFLAG_RW, \
       &key_spi_trycnt,        0,      "");

/* minimum spi value to allocate automatically. */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_SPI_MIN_VALUE,      spi_minval,     CTLFLAG_RW, \
       &key_spi_minval,        0,      "");

/* maximun spi value to allocate automatically. */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_SPI_MAX_VALUE,      spi_maxval,     CTLFLAG_RW, \
       &key_spi_maxval,        0,      "");

/* interval to initialize randseed */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_RANDOM_INT, int_random,     CTLFLAG_RW, \
       &key_int_random,        0,      "");

/* lifetime for larval SA */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_LARVAL_LIFETIME,    larval_lifetime, CTLFLAG_RW, \
       &key_larval_lifetime,   0,      "");

/* counter for blocking to send SADB_ACQUIRE to IKEd */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_BLOCKACQ_COUNT,     blockacq_count, CTLFLAG_RW, \
       &key_blockacq_count,    0,      "");

/* lifetime for blocking to send SADB_ACQUIRE to IKEd */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_BLOCKACQ_LIFETIME,  blockacq_lifetime, CTLFLAG_RW, \
       &key_blockacq_lifetime, 0,      "");

/* ESP auth */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_ESP_AUTH,   esp_auth, CTLFLAG_RW, \
       &ipsec_esp_auth,        0,      "");

/* minimum ESP key length */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_ESP_KEYMIN, esp_keymin, CTLFLAG_RW, \
       &ipsec_esp_keymin,      0,      "");

/* minimum AH key length */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_AH_KEYMIN,  ah_keymin, CTLFLAG_RW, \
       &ipsec_ah_keymin,       0,      "");

/* perfered old SA rather than new SA */
SYSCTL_INT(_net_key, KEYCTL_PREFERED_OLDSA,     prefered_oldsa, CTLFLAG_RW,\
       &key_prefered_oldsa,    0,      "");
#endif /* SYSCTL_INT */

#define __LIST_CHAINED(elm) \
       (!((elm)->chain.le_next == NULL && (elm)->chain.le_prev == NULL))
#define LIST_INSERT_TAIL(head, elm, type, field) \
do {\
       struct type *curelm = LIST_FIRST(head); \
       if (curelm == NULL) {\
               LIST_INSERT_HEAD(head, elm, field); \
       } else { \
               while (LIST_NEXT(curelm, field)) \
                       curelm = LIST_NEXT(curelm, field);\
               LIST_INSERT_AFTER(curelm, elm, field);\
       }\
} while (0)

#define KEY_CHKSASTATE(head, sav) \
/* do */ { \
       if ((head) != (sav)) {                                          \
               IPSECLOG(LOG_DEBUG,                                     \
                   "state mismatched (TREE=%d SA=%d)\n",               \
                   (head), (sav));                                     \
               continue;                                               \
       }                                                               \
} /* while (0) */

#define KEY_CHKSPDIR(head, sp) \
do { \
       if ((head) != (sp)) {                                           \
               IPSECLOG(LOG_DEBUG,                                     \
                   "direction mismatched (TREE=%d SP=%d), anyway continue.\n",\
                   (head), (sp));                                      \
       }                                                               \
} while (0)

/*
* set parameters into secasindex buffer.
* Must allocate secasindex buffer before calling this function.
*/
static int
key_setsecasidx(int, int, int, const struct sockaddr *,
   const struct sockaddr *, struct secasindex *);

/* key statistics */
struct _keystat {
       u_long getspi_count; /* the avarage of count to try to get new SPI */
} keystat;

static void
key_init_spidx_bymsghdr(struct secpolicyindex *, const struct sadb_msghdr *);

static const struct sockaddr *
key_msghdr_get_sockaddr(const struct sadb_msghdr *mhp, int idx)
{

       return PFKEY_ADDR_SADDR(mhp->ext[idx]);
}

static void
key_fill_replymsg(struct mbuf *m, int seq)
{
       struct sadb_msg *msg;

       KASSERT(m->m_len >= sizeof(*msg));

       msg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       msg->sadb_msg_errno = 0;
       msg->sadb_msg_len = PFKEY_UNIT64(m->m_pkthdr.len);
       if (seq != 0)
               msg->sadb_msg_seq = seq;
}

#if 0
static void key_freeso(struct socket *);
static void key_freesp_so(struct secpolicy **);
#endif
static struct secpolicy *key_getsp (const struct secpolicyindex *);
static struct secpolicy *key_getspbyid (u_int32_t);
static struct secpolicy *key_lookup_and_remove_sp(const struct secpolicyindex *, bool);
static struct secpolicy *key_lookupbyid_and_remove_sp(u_int32_t, bool);
static void key_destroy_sp(struct secpolicy *);
static struct mbuf *key_gather_mbuf (struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *, int, int, ...);
static int key_api_spdadd(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static u_int32_t key_getnewspid (void);
static int key_api_spddelete(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_spddelete2(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_spdget(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_spdflush(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_spddump(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static struct mbuf * key_setspddump (int *errorp, pid_t);
static struct mbuf * key_setspddump_chain (int *errorp, int *lenp, pid_t pid);
static int key_api_nat_map(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static struct mbuf *key_setdumpsp (struct secpolicy *,
       u_int8_t, u_int32_t, pid_t);
static u_int key_getspreqmsglen (const struct secpolicy *);
static int key_spdexpire (struct secpolicy *);
static struct secashead *key_newsah (const struct secasindex *);
static void key_unlink_sah(struct secashead *);
static void key_destroy_sah(struct secashead *);
static bool key_sah_has_sav(struct secashead *);
static void key_sah_ref(struct secashead *);
static void key_sah_unref(struct secashead *);
static void key_init_sav(struct secasvar *);
static void key_wait_sav(struct secasvar *);
static void key_destroy_sav(struct secasvar *);
static struct secasvar *key_newsav(struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *, int *, int, const char*, int);
#define KEY_NEWSAV(m, sadb, e, proto)                           \
       key_newsav(m, sadb, e, proto, __func__, __LINE__)
static void key_delsav (struct secasvar *);
static struct secashead *key_getsah(const struct secasindex *, int);
static struct secashead *key_getsah_ref(const struct secasindex *, int);
static bool key_checkspidup(const struct secasindex *, u_int32_t);
static struct secasvar *key_getsavbyspi (struct secashead *, u_int32_t);
static int key_setsaval (struct secasvar *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static void key_freesaval(struct secasvar *);
static int key_init_xform(struct secasvar *);
static void key_clear_xform(struct secasvar *);
static struct mbuf *key_setdumpsa (struct secasvar *, u_int8_t,
       u_int8_t, u_int32_t, u_int32_t);
static struct mbuf *key_setsadbxport (u_int16_t, u_int16_t);
static struct mbuf *key_setsadbxtype (u_int16_t);
static struct mbuf *key_setsadbxfrag (u_int16_t);
static void key_porttosaddr (union sockaddr_union *, u_int16_t);
static int key_checksalen (const union sockaddr_union *);
static struct mbuf *key_setsadbmsg (u_int8_t, u_int16_t, u_int8_t,
       u_int32_t, pid_t, u_int16_t, int);
static struct mbuf *key_setsadbsa (struct secasvar *);
static struct mbuf *key_setsadbaddr(u_int16_t,
       const struct sockaddr *, u_int8_t, u_int16_t, int);
#if 0
static struct mbuf *key_setsadbident (u_int16_t, u_int16_t, void *,
       int, u_int64_t);
#endif
static struct mbuf *key_setsadbxsa2 (u_int8_t, u_int32_t, u_int16_t);
static struct mbuf *key_setsadbxpolicy (u_int16_t, u_int8_t,
       u_int32_t, int);
static void *key_newbuf (const void *, u_int);
#ifdef INET6
static int key_ismyaddr6 (const struct sockaddr_in6 *);
#endif

static void sysctl_net_keyv2_setup(struct sysctllog **);
static void sysctl_net_key_compat_setup(struct sysctllog **);

/* flags for key_saidx_match() */
#define CMP_HEAD        1       /* protocol, addresses. */
#define CMP_MODE_REQID  2       /* additionally HEAD, reqid, mode. */
#define CMP_REQID       3       /* additionally HEAD, reaid. */
#define CMP_EXACTLY     4       /* all elements. */
static int key_saidx_match(const struct secasindex *,
   const struct secasindex *, int);

static int key_sockaddr_match(const struct sockaddr *,
   const struct sockaddr *, int);
static int key_bb_match_withmask(const void *, const void *, u_int);
static u_int16_t key_satype2proto (u_int8_t);
static u_int8_t key_proto2satype (u_int16_t);

static int key_spidx_match_exactly(const struct secpolicyindex *,
   const struct secpolicyindex *);
static int key_spidx_match_withmask(const struct secpolicyindex *,
   const struct secpolicyindex *);

static int key_api_getspi(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static u_int32_t key_do_getnewspi (const struct sadb_spirange *,
                                       const struct secasindex *);
static int key_handle_natt_info (struct secasvar *,
                                    const struct sadb_msghdr *);
static int key_set_natt_ports (union sockaddr_union *,
                               union sockaddr_union *,
                               const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_update(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
#ifdef IPSEC_DOSEQCHECK
static struct secasvar *key_getsavbyseq (struct secashead *, u_int32_t);
#endif
static int key_api_add(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_setident (struct secashead *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static struct mbuf *key_getmsgbuf_x1 (struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_delete(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_get(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);

static void key_getcomb_setlifetime (struct sadb_comb *);
static struct mbuf *key_getcomb_esp(int);
static struct mbuf *key_getcomb_ah(int);
static struct mbuf *key_getcomb_ipcomp(int);
static struct mbuf *key_getprop(const struct secasindex *, int);

static int key_acquire(const struct secasindex *, const struct secpolicy *,
           int);
static int key_acquire_sendup_mbuf_later(struct mbuf *);
static void key_acquire_sendup_pending_mbuf(void);
#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
static struct secacq *key_newacq (const struct secasindex *);
static struct secacq *key_getacq (const struct secasindex *);
static struct secacq *key_getacqbyseq (u_int32_t);
#endif
#ifdef notyet
static struct secspacq *key_newspacq (const struct secpolicyindex *);
static struct secspacq *key_getspacq (const struct secpolicyindex *);
#endif
static int key_api_acquire(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_register(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_expire (struct secasvar *);
static int key_api_flush(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static struct mbuf *key_setdump_chain (u_int8_t req_satype, int *errorp,
       int *lenp, pid_t pid);
static int key_api_dump(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_api_promisc(struct socket *, struct mbuf *,
       const struct sadb_msghdr *);
static int key_senderror (struct socket *, struct mbuf *, int);
static int key_validate_ext (const struct sadb_ext *, int);
static int key_align (struct mbuf *, struct sadb_msghdr *);
#if 0
static const char *key_getfqdn (void);
static const char *key_getuserfqdn (void);
#endif
static void key_sa_chgstate (struct secasvar *, u_int8_t);

static struct mbuf *key_alloc_mbuf(int, int);
static struct mbuf *key_alloc_mbuf_simple(int, int);

static void key_timehandler(void *);
static void key_timehandler_work(struct work *, void *);
static struct callout   key_timehandler_ch;
static struct workqueue *key_timehandler_wq;
static struct work      key_timehandler_wk;

static inline void
   key_savlut_writer_insert_head(struct secasvar *sav);
static inline uint32_t
   key_saidxhash(const struct secasindex *, u_long);
static inline uint32_t
   key_savluthash(const struct sockaddr *,
   uint32_t, uint32_t, u_long);

/*
* Utilities for percpu counters for sadb_lifetime_allocations and
* sadb_lifetime_bytes.
*/
#define LIFETIME_COUNTER_ALLOCATIONS    0
#define LIFETIME_COUNTER_BYTES          1
#define LIFETIME_COUNTER_SIZE           2

typedef uint64_t lifetime_counters_t[LIFETIME_COUNTER_SIZE];

static void
key_sum_lifetime_counters(void *p, void *arg, struct cpu_info *ci __unused)
{
       lifetime_counters_t *one = p;
       lifetime_counters_t *sum = arg;

       (*sum)[LIFETIME_COUNTER_ALLOCATIONS] += (*one)[LIFETIME_COUNTER_ALLOCATIONS];
       (*sum)[LIFETIME_COUNTER_BYTES] += (*one)[LIFETIME_COUNTER_BYTES];
}

u_int
key_sp_refcnt(const struct secpolicy *sp)
{

       /* FIXME */
       return 0;
}

void
key_sp_touch(struct secpolicy *sp)
{

       sp->lastused = time_uptime;
}

static void
key_spd_pserialize_perform(void)
{

       KASSERT(mutex_owned(&key_spd.lock));

       while (key_spd.psz_performing)
               cv_wait(&key_spd.cv_psz, &key_spd.lock);
       key_spd.psz_performing = true;
       mutex_exit(&key_spd.lock);

       pserialize_perform(key_spd.psz);

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       key_spd.psz_performing = false;
       cv_broadcast(&key_spd.cv_psz);
}

/*
* Remove the sp from the key_spd.splist and wait for references to the sp
* to be released. key_spd.lock must be held.
*/
static void
key_unlink_sp(struct secpolicy *sp)
{

       KASSERT(mutex_owned(&key_spd.lock));

       sp->state = IPSEC_SPSTATE_DEAD;
       SPLIST_WRITER_REMOVE(sp);

       /* Invalidate all cached SPD pointers in the PCBs. */
       ipsec_invalpcbcacheall();

       KDASSERT(mutex_ownable(softnet_lock));
       key_spd_pserialize_perform();

       localcount_drain(&sp->localcount, &key_spd.cv_lc, &key_spd.lock);
}

/*
* Return 0 when there are known to be no SP's for the specified
* direction.  Otherwise return 1.  This is used by IPsec code
* to optimize performance.
*/
int
key_havesp(u_int dir)
{
       return (dir == IPSEC_DIR_INBOUND || dir == IPSEC_DIR_OUTBOUND ?
               !SPLIST_READER_EMPTY(dir) : 1);
}

/* %%% IPsec policy management */
/*
* allocating a SP for OUTBOUND or INBOUND packet.
* Must call key_freesp() later.
* OUT: NULL:   not found
*      others: found and return the pointer.
*/
struct secpolicy *
key_lookup_sp_byspidx(const struct secpolicyindex *spidx,
   u_int dir, const char* where, int tag)
{
       struct secpolicy *sp;
       int s;

       KASSERT(spidx != NULL);
       KASSERTMSG(IPSEC_DIR_IS_INOROUT(dir), "invalid direction %u", dir);

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP, "DP from %s:%u\n", where, tag);

       /* get a SP entry */
       if (KEYDEBUG_ON(KEYDEBUG_IPSEC_DATA)) {
               kdebug_secpolicyindex("objects", spidx);
       }

       s = pserialize_read_enter();
       SPLIST_READER_FOREACH(sp, dir) {
               if (KEYDEBUG_ON(KEYDEBUG_IPSEC_DATA)) {
                       kdebug_secpolicyindex("in SPD", &sp->spidx);
               }

               if (sp->state == IPSEC_SPSTATE_DEAD)
                       continue;
               if (key_spidx_match_withmask(&sp->spidx, spidx))
                       goto found;
       }
       sp = NULL;
found:
       if (sp) {
               /* sanity check */
               KEY_CHKSPDIR(sp->spidx.dir, dir);

               /* found a SPD entry */
               key_sp_touch(sp);
               key_sp_ref(sp, where, tag);
       }
       pserialize_read_exit(s);

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP return SP:%p (ID=%u) refcnt %u\n",
           sp, sp ? sp->id : 0, key_sp_refcnt(sp));
       return sp;
}

/*
* return a policy that matches this particular inbound packet.
* XXX slow
*/
struct secpolicy *
key_gettunnel(const struct sockaddr *osrc,
             const struct sockaddr *odst,
             const struct sockaddr *isrc,
             const struct sockaddr *idst,
             const char* where, int tag)
{
       struct secpolicy *sp;
       const int dir = IPSEC_DIR_INBOUND;
       int s;
       struct ipsecrequest *r1, *r2, *p;
       struct secpolicyindex spidx;

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP, "DP from %s:%u\n", where, tag);

       if (isrc->sa_family != idst->sa_family) {
               IPSECLOG(LOG_ERR,
                   "address family mismatched src %u, dst %u.\n",
                   isrc->sa_family, idst->sa_family);
               sp = NULL;
               goto done;
       }

       s = pserialize_read_enter();
       SPLIST_READER_FOREACH(sp, dir) {
               if (sp->state == IPSEC_SPSTATE_DEAD)
                       continue;

               r1 = r2 = NULL;
               for (p = sp->req; p; p = p->next) {
                       if (p->saidx.mode != IPSEC_MODE_TUNNEL)
                               continue;

                       r1 = r2;
                       r2 = p;

                       if (!r1) {
                               /* here we look at address matches only */
                               spidx = sp->spidx;
                               if (isrc->sa_len > sizeof(spidx.src) ||
                                   idst->sa_len > sizeof(spidx.dst))
                                       continue;
                               memcpy(&spidx.src, isrc, isrc->sa_len);
                               memcpy(&spidx.dst, idst, idst->sa_len);
                               if (!key_spidx_match_withmask(&sp->spidx, &spidx))
                                       continue;
                       } else {
                               if (!key_sockaddr_match(&r1->saidx.src.sa, isrc, PORT_NONE) ||
                                   !key_sockaddr_match(&r1->saidx.dst.sa, idst, PORT_NONE))
                                       continue;
                       }

                       if (!key_sockaddr_match(&r2->saidx.src.sa, osrc, PORT_NONE) ||
                           !key_sockaddr_match(&r2->saidx.dst.sa, odst, PORT_NONE))
                               continue;

                       goto found;
               }
       }
       sp = NULL;
found:
       if (sp) {
               key_sp_touch(sp);
               key_sp_ref(sp, where, tag);
       }
       pserialize_read_exit(s);
done:
       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP return SP:%p (ID=%u) refcnt %u\n",
           sp, sp ? sp->id : 0, key_sp_refcnt(sp));
       return sp;
}

/*
* allocating an SA entry for an *OUTBOUND* packet.
* checking each request entries in SP, and acquire an SA if need.
* OUT: 0: there are valid requests.
*      ENOENT: policy may be valid, but SA with REQUIRE is on acquiring.
*/
int
key_checkrequest(const struct ipsecrequest *isr, const struct secasindex *saidx,
   struct secasvar **ret)
{
       u_int level;
       int error;
       struct secasvar *sav;

       KASSERT(isr != NULL);
       KASSERTMSG(saidx->mode == IPSEC_MODE_TRANSPORT ||
           saidx->mode == IPSEC_MODE_TUNNEL,
           "unexpected policy %u", saidx->mode);

       /* get current level */
       level = ipsec_get_reqlevel(isr);

       /*
        * XXX guard against protocol callbacks from the crypto
        * thread as they reference ipsecrequest.sav which we
        * temporarily null out below.  Need to rethink how we
        * handle bundled SA's in the callback thread.
        */

       sav = key_lookup_sa_bysaidx(saidx);
       if (sav != NULL) {
               *ret = sav;
               return 0;
       }

       /* there is no SA */
       error = key_acquire(saidx, isr->sp, M_NOWAIT);
       if (error != 0) {
               /* XXX What should I do ? */
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "error %d returned from key_acquire.\n",
                   error);
               return error;
       }

       if (level != IPSEC_LEVEL_REQUIRE) {
               /* XXX sigh, the interface to this routine is botched */
               *ret = NULL;
               return 0;
       } else {
               return ENOENT;
       }
}

/*
* looking up a SA for policy entry from SAD.
* NOTE: searching SAD of aliving state.
* OUT: NULL:   not found.
*      others: found and return the pointer.
*/
struct secasvar *
key_lookup_sa_bysaidx(const struct secasindex *saidx)
{
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav = NULL;
       u_int stateidx, state;
       const u_int *saorder_state_valid;
       int arraysize;
       int s;

       s = pserialize_read_enter();
       sah = key_getsah(saidx, CMP_MODE_REQID);
       if (sah == NULL)
               goto out;

       /*
        * search a valid state list for outbound packet.
        * This search order is important.
        */
       if (key_prefered_oldsa) {
               saorder_state_valid = saorder_state_valid_prefer_old;
               arraysize = _ARRAYLEN(saorder_state_valid_prefer_old);
       } else {
               saorder_state_valid = saorder_state_valid_prefer_new;
               arraysize = _ARRAYLEN(saorder_state_valid_prefer_new);
       }

       /* search valid state */
       for (stateidx = 0;
            stateidx < arraysize;
            stateidx++) {

               state = saorder_state_valid[stateidx];

               if (key_prefered_oldsa)
                       sav = SAVLIST_READER_FIRST(sah, state);
               else {
                       /* XXX need O(1) lookup */
                       struct secasvar *last = NULL;

                       SAVLIST_READER_FOREACH(sav, sah, state)
                               last = sav;
                       sav = last;
               }
               if (sav != NULL) {
                       KEY_SA_REF(sav);
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
                           "DP cause refcnt++:%d SA:%p\n",
                           key_sa_refcnt(sav), sav);
                       break;
               }
       }
out:
       pserialize_read_exit(s);

       return sav;
}

#if 0
static void
key_sendup_message_delete(struct secasvar *sav)
{
       struct mbuf *m, *result = 0;
       uint8_t satype;

       satype = key_proto2satype(sav->sah->saidx.proto);
       if (satype == 0)
               goto msgfail;

       m = key_setsadbmsg(SADB_DELETE, 0, satype, 0, 0, key_sa_refcnt(sav) - 1);
       if (m == NULL)
               goto msgfail;
       result = m;

       /* set sadb_address for saidx's. */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_SRC, &sav->sah->saidx.src.sa,
           _BITS(sav->sah->saidx.src.sa.sa_len), IPSEC_ULPROTO_ANY);
       if (m == NULL)
               goto msgfail;
       m_cat(result, m);

       /* set sadb_address for saidx's. */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_DST, &sav->sah->saidx.src.sa,
           _BITS(sav->sah->saidx.src.sa.sa_len), IPSEC_ULPROTO_ANY);
       if (m == NULL)
               goto msgfail;
       m_cat(result, m);

       /* create SA extension */
       m = key_setsadbsa(sav);
       if (m == NULL)
               goto msgfail;
       m_cat(result, m);

       if (result->m_len < sizeof(struct sadb_msg)) {
               result = m_pullup(result, sizeof(struct sadb_msg));
               if (result == NULL)
                       goto msgfail;
       }

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;
       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       key_sendup_mbuf(NULL, result, KEY_SENDUP_REGISTERED);
       result = NULL;
msgfail:
       m_freem(result);
}
#endif

/*
* allocating a usable SA entry for a *INBOUND* packet.
* Must call key_freesav() later.
* OUT: positive:       pointer to a usable sav (i.e. MATURE or DYING state).
*      NULL:           not found, or error occurred.
*
* In the comparison, no source address is used--for RFC2401 conformance.
* To quote, from section 4.1:
*      A security association is uniquely identified by a triple consisting
*      of a Security Parameter Index (SPI), an IP Destination Address, and a
*      security protocol (AH or ESP) identifier.
* Note that, however, we do need to keep source address in IPsec SA.
* IKE specification and PF_KEY specification do assume that we
* keep source address in IPsec SA.  We see a tricky situation here.
*
* sport and dport are used for NAT-T. network order is always used.
*/
struct secasvar *
key_lookup_sa(
       const union sockaddr_union *dst,
       u_int proto,
       u_int32_t spi,
       u_int16_t sport,
       u_int16_t dport,
       const char* where, int tag)
{
       struct secasvar *sav;
       int chkport;
       int s;

       int must_check_spi = 1;
       int must_check_alg = 0;
       u_int16_t cpi = 0;
       u_int8_t algo = 0;
       uint32_t hash_key = spi;

       if ((sport != 0) && (dport != 0))
               chkport = PORT_STRICT;
       else
               chkport = PORT_NONE;

       KASSERT(dst != NULL);

       /*
        * XXX IPCOMP case
        * We use cpi to define spi here. In the case where cpi <=
        * IPCOMP_CPI_NEGOTIATE_MIN, cpi just define the algorithm used, not
        * the real spi. In this case, don't check the spi but check the
        * algorithm
        */

       if (proto == IPPROTO_IPCOMP) {
               u_int32_t tmp;
               tmp = ntohl(spi);
               cpi = (u_int16_t) tmp;
               if (cpi < IPCOMP_CPI_NEGOTIATE_MIN) {
                       algo = (u_int8_t) cpi;
                       hash_key = algo;
                       must_check_spi = 0;
                       must_check_alg = 1;
               }
       }
       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP from %s:%u check_spi=%d(%#x), check_alg=%d(%d), proto=%d\n",
           where, tag,
           must_check_spi, ntohl(spi),
           must_check_alg, algo,
           proto);


       /*
        * searching SAD.
        * XXX: to be checked internal IP header somewhere.  Also when
        * IPsec tunnel packet is received.  But ESP tunnel mode is
        * encrypted so we can't check internal IP header.
        */
       s = pserialize_read_enter();
       SAVLUT_READER_FOREACH(sav, &dst->sa, proto, hash_key) {
               KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                   "try match spi %#x, %#x\n",
                   ntohl(spi), ntohl(sav->spi));

               /* do not return entries w/ unusable state */
               if (!SADB_SASTATE_USABLE_P(sav)) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "bad state %d\n", sav->state);
                       continue;
               }
               if (proto != sav->sah->saidx.proto) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "proto fail %d != %d\n",
                           proto, sav->sah->saidx.proto);
                       continue;
               }
               if (must_check_spi && spi != sav->spi) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "spi fail %#x != %#x\n",
                           ntohl(spi), ntohl(sav->spi));
                       continue;
               }
               /* XXX only on the ipcomp case */
               if (must_check_alg && algo != sav->alg_comp) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "algo fail %d != %d\n",
                           algo, sav->alg_comp);
                       continue;
               }

#if 0   /* don't check src */
       /* Fix port in src->sa */

               /* check src address */
               if (!key_sockaddr_match(&src->sa, &sav->sah->saidx.src.sa, PORT_NONE))
                       continue;
#endif
               /* fix port of dst address XXX*/
               key_porttosaddr(__UNCONST(dst), dport);
               /* check dst address */
               if (!key_sockaddr_match(&dst->sa, &sav->sah->saidx.dst.sa, chkport))
                       continue;
               key_sa_ref(sav, where, tag);
               goto done;
       }
       sav = NULL;
done:
       pserialize_read_exit(s);

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP return SA:%p; refcnt %u\n", sav, key_sa_refcnt(sav));
       return sav;
}

static void
key_validate_savlist(const struct secashead *sah, const u_int state)
{
#ifdef DEBUG
       struct secasvar *sav, *next;
       int s;

       /*
        * The list should be sorted by lft_c->sadb_lifetime_addtime
        * in ascending order.
        */
       s = pserialize_read_enter();
       SAVLIST_READER_FOREACH(sav, sah, state) {
               next = SAVLIST_READER_NEXT(sav);
               if (next != NULL &&
                   sav->lft_c != NULL && next->lft_c != NULL) {
                       KDASSERTMSG(sav->lft_c->sadb_lifetime_addtime <=
                           next->lft_c->sadb_lifetime_addtime,
                           "savlist is not sorted: sah=%p, state=%d, "
                           "sav=%" PRIu64 ", next=%" PRIu64, sah, state,
                           sav->lft_c->sadb_lifetime_addtime,
                           next->lft_c->sadb_lifetime_addtime);
               }
       }
       pserialize_read_exit(s);
#endif
}

void
key_init_sp(struct secpolicy *sp)
{

       ASSERT_SLEEPABLE();

       sp->state = IPSEC_SPSTATE_ALIVE;
       if (sp->policy == IPSEC_POLICY_IPSEC)
               KASSERT(sp->req != NULL);
       localcount_init(&sp->localcount);
       SPLIST_ENTRY_INIT(sp);
}

/*
* Must be called in a pserialize read section. A held SP
* must be released by key_sp_unref after use.
*/
void
key_sp_ref(struct secpolicy *sp, const char* where, int tag)
{

       localcount_acquire(&sp->localcount);

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP SP:%p (ID=%u) from %s:%u; refcnt++ now %u\n",
           sp, sp->id, where, tag, key_sp_refcnt(sp));
}

/*
* Must be called without holding key_spd.lock because the lock
* would be held in localcount_release.
*/
void
key_sp_unref(struct secpolicy *sp, const char* where, int tag)
{

       KDASSERT(mutex_ownable(&key_spd.lock));

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP SP:%p (ID=%u) from %s:%u; refcnt-- now %u\n",
           sp, sp->id, where, tag, key_sp_refcnt(sp));

       localcount_release(&sp->localcount, &key_spd.cv_lc, &key_spd.lock);
}

static void
key_init_sav(struct secasvar *sav)
{

       ASSERT_SLEEPABLE();

       localcount_init(&sav->localcount);
       SAVLIST_ENTRY_INIT(sav);
       SAVLUT_ENTRY_INIT(sav);
}

u_int
key_sa_refcnt(const struct secasvar *sav)
{

       /* FIXME */
       return 0;
}

void
key_sa_ref(struct secasvar *sav, const char* where, int tag)
{

       localcount_acquire(&sav->localcount);

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP cause refcnt++: SA:%p from %s:%u\n",
           sav, where, tag);
}

void
key_sa_unref(struct secasvar *sav, const char* where, int tag)
{

       KDASSERT(mutex_ownable(&key_sad.lock));

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP cause refcnt--: SA:%p from %s:%u\n",
           sav, where, tag);

       localcount_release(&sav->localcount, &key_sad.cv_lc, &key_sad.lock);
}

#if 0
/*
* Must be called after calling key_lookup_sp*().
* For the packet with socket.
*/
static void
key_freeso(struct socket *so)
{
       /* sanity check */
       KASSERT(so != NULL);

       switch (so->so_proto->pr_domain->dom_family) {
#ifdef INET
       case PF_INET:
           {
               struct inpcb *pcb = sotoinpcb(so);

               /* Does it have a PCB ? */
               if (pcb == NULL)
                       return;

               struct inpcbpolicy *sp = pcb->inp_sp;
               key_freesp_so(&sp->sp_in);
               key_freesp_so(&sp->sp_out);
           }
               break;
#endif
#ifdef INET6
       case PF_INET6:
           {
#ifdef HAVE_NRL_INPCB
               struct inpcb *pcb  = sotoinpcb(so);
               struct inpcbpolicy *sp = pcb->inp_sp;

               /* Does it have a PCB ? */
               if (pcb == NULL)
                       return;
               key_freesp_so(&sp->sp_in);
               key_freesp_so(&sp->sp_out);
#else
               struct in6pcb *pcb  = sotoin6pcb(so);

               /* Does it have a PCB ? */
               if (pcb == NULL)
                       return;
               key_freesp_so(&pcb->in6p_sp->sp_in);
               key_freesp_so(&pcb->in6p_sp->sp_out);
#endif
           }
               break;
#endif /* INET6 */
       default:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "unknown address family=%d.\n",
                   so->so_proto->pr_domain->dom_family);
               return;
       }
}

static void
key_freesp_so(struct secpolicy **sp)
{

       KASSERT(sp != NULL);
       KASSERT(*sp != NULL);

       if ((*sp)->policy == IPSEC_POLICY_ENTRUST ||
           (*sp)->policy == IPSEC_POLICY_BYPASS)
               return;

       KASSERTMSG((*sp)->policy == IPSEC_POLICY_IPSEC,
           "invalid policy %u", (*sp)->policy);
       KEY_SP_UNREF(&sp);
}
#endif

static void
key_sad_pserialize_perform(void)
{

       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));

       while (key_sad.psz_performing)
               cv_wait(&key_sad.cv_psz, &key_sad.lock);
       key_sad.psz_performing = true;
       mutex_exit(&key_sad.lock);

       pserialize_perform(key_sad.psz);

       mutex_enter(&key_sad.lock);
       key_sad.psz_performing = false;
       cv_broadcast(&key_sad.cv_psz);
}

/*
* Remove the sav from the savlist of its sah and wait for references to the sav
* to be released. key_sad.lock must be held.
*/
static void
key_unlink_sav(struct secasvar *sav)
{

       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));

       SAVLIST_WRITER_REMOVE(sav);
       SAVLUT_WRITER_REMOVE(sav);

       KDASSERT(mutex_ownable(softnet_lock));
       key_sad_pserialize_perform();

       localcount_drain(&sav->localcount, &key_sad.cv_lc, &key_sad.lock);
}

/*
* Destroy an sav where the sav must be unlinked from an sah
* by say key_unlink_sav.
*/
static void
key_destroy_sav(struct secasvar *sav)
{

       ASSERT_SLEEPABLE();

       localcount_fini(&sav->localcount);
       SAVLIST_ENTRY_DESTROY(sav);

       key_delsav(sav);
}

/*
* Wait for references of a passed sav to go away.
*/
static void
key_wait_sav(struct secasvar *sav)
{

       ASSERT_SLEEPABLE();

       mutex_enter(&key_sad.lock);
       KASSERT(sav->state == SADB_SASTATE_DEAD);
       KDASSERT(mutex_ownable(softnet_lock));
       key_sad_pserialize_perform();
       localcount_drain(&sav->localcount, &key_sad.cv_lc, &key_sad.lock);
       mutex_exit(&key_sad.lock);
}

/* %%% SPD management */
/*
* free security policy entry.
*/
static void
key_destroy_sp(struct secpolicy *sp)
{

       SPLIST_ENTRY_DESTROY(sp);
       localcount_fini(&sp->localcount);

       key_free_sp(sp);

       key_update_used();
}

void
key_free_sp(struct secpolicy *sp)
{
       struct ipsecrequest *isr = sp->req, *nextisr;

       while (isr != NULL) {
               nextisr = isr->next;
               kmem_free(isr, sizeof(*isr));
               isr = nextisr;
       }

       kmem_free(sp, sizeof(*sp));
}

void
key_socksplist_add(struct secpolicy *sp)
{

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       PSLIST_WRITER_INSERT_HEAD(&key_spd.socksplist, sp, pslist_entry);
       mutex_exit(&key_spd.lock);

       key_update_used();
}

/*
* search SPD
* OUT: NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SP.
*/
static struct secpolicy *
key_getsp(const struct secpolicyindex *spidx)
{
       struct secpolicy *sp;
       int s;

       KASSERT(spidx != NULL);

       s = pserialize_read_enter();
       SPLIST_READER_FOREACH(sp, spidx->dir) {
               if (sp->state == IPSEC_SPSTATE_DEAD)
                       continue;
               if (key_spidx_match_exactly(spidx, &sp->spidx)) {
                       KEY_SP_REF(sp);
                       pserialize_read_exit(s);
                       return sp;
               }
       }
       pserialize_read_exit(s);

       return NULL;
}

/*
* search SPD and remove found SP
* OUT: NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SP.
*/
static struct secpolicy *
key_lookup_and_remove_sp(const struct secpolicyindex *spidx, bool from_kernel)
{
       struct secpolicy *sp = NULL;

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, spidx->dir) {
               KASSERTMSG(sp->state != IPSEC_SPSTATE_DEAD, "sp->state=%u",
                   sp->state);
               /*
                * SPs created in kernel(e.g. ipsec(4) I/F) must not be
                * removed by userland programs.
                */
               if (!from_kernel && sp->origin == IPSEC_SPORIGIN_KERNEL)
                       continue;
               if (key_spidx_match_exactly(spidx, &sp->spidx)) {
                       key_unlink_sp(sp);
                       goto out;
               }
       }
       sp = NULL;
out:
       mutex_exit(&key_spd.lock);

       return sp;
}

/*
* get SP by index.
* OUT: NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SP.
*/
static struct secpolicy *
key_getspbyid(u_int32_t id)
{
       struct secpolicy *sp;
       int s;

       s = pserialize_read_enter();
       SPLIST_READER_FOREACH(sp, IPSEC_DIR_INBOUND) {
               if (sp->state == IPSEC_SPSTATE_DEAD)
                       continue;
               if (sp->id == id) {
                       KEY_SP_REF(sp);
                       goto out;
               }
       }

       SPLIST_READER_FOREACH(sp, IPSEC_DIR_OUTBOUND) {
               if (sp->state == IPSEC_SPSTATE_DEAD)
                       continue;
               if (sp->id == id) {
                       KEY_SP_REF(sp);
                       goto out;
               }
       }
out:
       pserialize_read_exit(s);
       return sp;
}

/*
* get SP by index, remove and return it.
* OUT: NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SP.
*/
static struct secpolicy *
key_lookupbyid_and_remove_sp(u_int32_t id, bool from_kernel)
{
       struct secpolicy *sp;

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       SPLIST_READER_FOREACH(sp, IPSEC_DIR_INBOUND) {
               KASSERTMSG(sp->state != IPSEC_SPSTATE_DEAD, "sp->state=%u",
                   sp->state);
               /*
                * SPs created in kernel(e.g. ipsec(4) I/F) must not be
                * removed by userland programs.
                */
               if (!from_kernel && sp->origin == IPSEC_SPORIGIN_KERNEL)
                       continue;
               if (sp->id == id)
                       goto out;
       }

       SPLIST_READER_FOREACH(sp, IPSEC_DIR_OUTBOUND) {
               KASSERTMSG(sp->state != IPSEC_SPSTATE_DEAD, "sp->state=%u",
                   sp->state);
               /*
                * SPs created in kernel(e.g. ipsec(4) I/F) must not be
                * removed by userland programs.
                */
               if (!from_kernel && sp->origin == IPSEC_SPORIGIN_KERNEL)
                       continue;
               if (sp->id == id)
                       goto out;
       }
out:
       if (sp != NULL)
               key_unlink_sp(sp);
       mutex_exit(&key_spd.lock);
       return sp;
}

struct secpolicy *
key_newsp(const char* where, int tag)
{
       struct secpolicy *newsp = NULL;

       newsp = kmem_zalloc(sizeof(struct secpolicy), KM_SLEEP);

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP from %s:%u return SP:%p\n", where, tag, newsp);
       return newsp;
}

/*
* create secpolicy structure from sadb_x_policy structure.
* NOTE: `state', `secpolicyindex' in secpolicy structure are not set,
* so must be set properly later.
*/
static struct secpolicy *
_key_msg2sp(const struct sadb_x_policy *xpl0, size_t len, int *error,
   bool from_kernel)
{
       struct secpolicy *newsp;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(xpl0 != NULL);
       KASSERT(len >= sizeof(*xpl0));

       if (len != PFKEY_EXTLEN(xpl0)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "Invalid msg length.\n");
               *error = EINVAL;
               return NULL;
       }

       newsp = KEY_NEWSP();
       if (newsp == NULL) {
               *error = ENOBUFS;
               return NULL;
       }

       newsp->spidx.dir = xpl0->sadb_x_policy_dir;
       newsp->policy = xpl0->sadb_x_policy_type;

       /* check policy */
       switch (xpl0->sadb_x_policy_type) {
       case IPSEC_POLICY_DISCARD:
       case IPSEC_POLICY_NONE:
       case IPSEC_POLICY_ENTRUST:
       case IPSEC_POLICY_BYPASS:
               newsp->req = NULL;
               *error = 0;
               return newsp;

       case IPSEC_POLICY_IPSEC:
               /* Continued */
               break;
       default:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid policy type.\n");
               key_free_sp(newsp);
               *error = EINVAL;
               return NULL;
       }

       /* IPSEC_POLICY_IPSEC */
   {
       int tlen;
       const struct sadb_x_ipsecrequest *xisr;
       uint16_t xisr_reqid;
       struct ipsecrequest **p_isr = &newsp->req;

       /* validity check */
       if (PFKEY_EXTLEN(xpl0) < sizeof(*xpl0)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "Invalid msg length.\n");
               *error = EINVAL;
               goto free_exit;
       }

       tlen = PFKEY_EXTLEN(xpl0) - sizeof(*xpl0);
       xisr = (const struct sadb_x_ipsecrequest *)(xpl0 + 1);

       while (tlen > 0) {
               /* length check */
               if (xisr->sadb_x_ipsecrequest_len < sizeof(*xisr)) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid ipsecrequest length.\n");
                       *error = EINVAL;
                       goto free_exit;
               }

               /* allocate request buffer */
               *p_isr = kmem_zalloc(sizeof(**p_isr), KM_SLEEP);

               /* set values */
               (*p_isr)->next = NULL;

               switch (xisr->sadb_x_ipsecrequest_proto) {
               case IPPROTO_ESP:
               case IPPROTO_AH:
               case IPPROTO_IPCOMP:
                       break;
               default:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid proto type=%u\n",
                           xisr->sadb_x_ipsecrequest_proto);
                       *error = EPROTONOSUPPORT;
                       goto free_exit;
               }
               (*p_isr)->saidx.proto = xisr->sadb_x_ipsecrequest_proto;

               switch (xisr->sadb_x_ipsecrequest_mode) {
               case IPSEC_MODE_TRANSPORT:
               case IPSEC_MODE_TUNNEL:
                       break;
               case IPSEC_MODE_ANY:
               default:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid mode=%u\n",
                           xisr->sadb_x_ipsecrequest_mode);
                       *error = EINVAL;
                       goto free_exit;
               }
               (*p_isr)->saidx.mode = xisr->sadb_x_ipsecrequest_mode;

               switch (xisr->sadb_x_ipsecrequest_level) {
               case IPSEC_LEVEL_DEFAULT:
               case IPSEC_LEVEL_USE:
               case IPSEC_LEVEL_REQUIRE:
                       break;
               case IPSEC_LEVEL_UNIQUE:
                       xisr_reqid = xisr->sadb_x_ipsecrequest_reqid;
                       /* validity check */
                       /*
                        * case 1) from_kernel == false
                        * That means the request comes from userland.
                        * If range violation of reqid, kernel will
                        * update it, don't refuse it.
                        *
                        * case 2) from_kernel == true
                        * That means the request comes from kernel
                        * (e.g. ipsec(4) I/F).
                        * Use thre requested reqid to avoid inconsistency
                        * between kernel's reqid and the reqid in pf_key
                        * message sent to userland. The pf_key message is
                        * built by diverting request mbuf.
                        */
                       if (!from_kernel &&
                           xisr_reqid > IPSEC_MANUAL_REQID_MAX) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                                   "reqid=%d range "
                                   "violation, updated by kernel.\n",
                                   xisr_reqid);
                               xisr_reqid = 0;
                       }

                       /* allocate new reqid id if reqid is zero. */
                       if (xisr_reqid == 0) {
                               u_int16_t reqid = key_newreqid();
                               if (reqid == 0) {
                                       *error = ENOBUFS;
                                       goto free_exit;
                               }
                               (*p_isr)->saidx.reqid = reqid;
                       } else {
                       /* set it for manual keying. */
                               (*p_isr)->saidx.reqid = xisr_reqid;
                       }
                       break;

               default:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid level=%u\n",
                           xisr->sadb_x_ipsecrequest_level);
                       *error = EINVAL;
                       goto free_exit;
               }
               (*p_isr)->level = xisr->sadb_x_ipsecrequest_level;

               /* set IP addresses if there */
               /*
                * NOTE:
                * MOBIKE Extensions for PF_KEY draft says:
                *     If tunnel mode is specified, the sadb_x_ipsecrequest
                *     structure is followed by two sockaddr structures that
                *     define the tunnel endpoint addresses.  In the case that
                *     transport mode is used, no additional addresses are
                *     specified.
                * see: https://tools.ietf.org/html/draft-schilcher-mobike-pfkey-extension-01
                *
                * And then, the IP addresses will be set by
                * ipsec_fill_saidx_bymbuf() from packet in transport mode.
                * This behavior is used by NAT-T enabled ipsecif(4).
                */
               if (xisr->sadb_x_ipsecrequest_len > sizeof(*xisr)) {
                       const struct sockaddr *paddr;

                       paddr = (const struct sockaddr *)(xisr + 1);

                       /* validity check */
                       if (paddr->sa_len > sizeof((*p_isr)->saidx.src)) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid request "
                                   "address length.\n");
                               *error = EINVAL;
                               goto free_exit;
                       }
                       memcpy(&(*p_isr)->saidx.src, paddr, paddr->sa_len);

                       paddr = (const struct sockaddr *)((const char *)paddr
                           + paddr->sa_len);

                       /* validity check */
                       if (paddr->sa_len > sizeof((*p_isr)->saidx.dst)) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid request "
                                   "address length.\n");
                               *error = EINVAL;
                               goto free_exit;
                       }
                       memcpy(&(*p_isr)->saidx.dst, paddr, paddr->sa_len);
               }

               (*p_isr)->sp = newsp;

               /* initialization for the next. */
               p_isr = &(*p_isr)->next;
               tlen -= xisr->sadb_x_ipsecrequest_len;

               /* validity check */
               if (tlen < 0) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "becoming tlen < 0.\n");
                       *error = EINVAL;
                       goto free_exit;
               }

               xisr = (const struct sadb_x_ipsecrequest *)((const char *)xisr +
                   xisr->sadb_x_ipsecrequest_len);
       }
   }

       *error = 0;
       return newsp;

free_exit:
       key_free_sp(newsp);
       return NULL;
}

struct secpolicy *
key_msg2sp(const struct sadb_x_policy *xpl0, size_t len, int *error)
{

       return _key_msg2sp(xpl0, len, error, false);
}

u_int16_t
key_newreqid(void)
{
       static u_int16_t auto_reqid = IPSEC_MANUAL_REQID_MAX + 1;

       auto_reqid = (auto_reqid == 0xffff ?
           IPSEC_MANUAL_REQID_MAX + 1 : auto_reqid + 1);

       /* XXX should be unique check */

       return auto_reqid;
}

/*
* copy secpolicy struct to sadb_x_policy structure indicated.
*/
struct mbuf *
key_sp2msg(const struct secpolicy *sp, int mflag)
{
       struct sadb_x_policy *xpl;
       int tlen;
       char *p;
       struct mbuf *m;

       KASSERT(sp != NULL);

       tlen = key_getspreqmsglen(sp);

       m = key_alloc_mbuf(tlen, mflag);
       if (!m || m->m_next) {  /*XXX*/
               m_freem(m);
               return NULL;
       }

       m->m_len = tlen;
       m->m_next = NULL;
       xpl = mtod(m, struct sadb_x_policy *);
       memset(xpl, 0, tlen);

       xpl->sadb_x_policy_len = PFKEY_UNIT64(tlen);
       xpl->sadb_x_policy_exttype = SADB_X_EXT_POLICY;
       xpl->sadb_x_policy_type = sp->policy;
       xpl->sadb_x_policy_dir = sp->spidx.dir;
       xpl->sadb_x_policy_id = sp->id;
       if (sp->origin == IPSEC_SPORIGIN_KERNEL)
               xpl->sadb_x_policy_flags |= IPSEC_POLICY_FLAG_ORIGIN_KERNEL;
       p = (char *)xpl + sizeof(*xpl);

       /* if is the policy for ipsec ? */
       if (sp->policy == IPSEC_POLICY_IPSEC) {
               struct sadb_x_ipsecrequest *xisr;
               struct ipsecrequest *isr;

               for (isr = sp->req; isr != NULL; isr = isr->next) {

                       xisr = (struct sadb_x_ipsecrequest *)p;

                       xisr->sadb_x_ipsecrequest_proto = isr->saidx.proto;
                       xisr->sadb_x_ipsecrequest_mode = isr->saidx.mode;
                       xisr->sadb_x_ipsecrequest_level = isr->level;
                       xisr->sadb_x_ipsecrequest_reqid = isr->saidx.reqid;

                       p += sizeof(*xisr);
                       memcpy(p, &isr->saidx.src, isr->saidx.src.sa.sa_len);
                       p += isr->saidx.src.sa.sa_len;
                       memcpy(p, &isr->saidx.dst, isr->saidx.dst.sa.sa_len);
                       p += isr->saidx.src.sa.sa_len;

                       xisr->sadb_x_ipsecrequest_len =
                           PFKEY_ALIGN8(sizeof(*xisr)
                           + isr->saidx.src.sa.sa_len
                           + isr->saidx.dst.sa.sa_len);
               }
       }

       return m;
}

/*
* m will not be freed nor modified. It never return NULL.
* If it returns a mbuf of M_PKTHDR, the mbuf ensures to have
* contiguous length at least sizeof(struct sadb_msg).
*/
static struct mbuf *
key_gather_mbuf(struct mbuf *m, const struct sadb_msghdr *mhp,
               int ndeep, int nitem, ...)
{
       va_list ap;
       int idx;
       int i;
       struct mbuf *result = NULL, *n;
       int len;

       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(mhp != NULL);
       KASSERT(!cpu_softintr_p());

       va_start(ap, nitem);
       for (i = 0; i < nitem; i++) {
               idx = va_arg(ap, int);
               KASSERT(idx >= 0);
               KASSERT(idx <= SADB_EXT_MAX);
               /* don't attempt to pull empty extension */
               if (idx == SADB_EXT_RESERVED && mhp->msg == NULL)
                       continue;
               if (idx != SADB_EXT_RESERVED &&
                   (mhp->ext[idx] == NULL || mhp->extlen[idx] == 0))
                       continue;

               if (idx == SADB_EXT_RESERVED) {
                       CTASSERT(PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)) <= MHLEN);
                       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));
                       MGETHDR(n, M_WAITOK, MT_DATA);
                       n->m_len = len;
                       n->m_next = NULL;
                       m_copydata(m, 0, sizeof(struct sadb_msg),
                           mtod(n, void *));
               } else if (i < ndeep) {
                       len = mhp->extlen[idx];
                       n = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
                       KASSERT(n->m_next == NULL);
                       m_copydata(m, mhp->extoff[idx], mhp->extlen[idx],
                           mtod(n, void *));
               } else {
                       n = m_copym(m, mhp->extoff[idx], mhp->extlen[idx],
                           M_WAITOK);
               }
               KASSERT(n != NULL);

               if (result)
                       m_cat(result, n);
               else
                       result = n;
       }
       va_end(ap);

       KASSERT(result != NULL);
       if ((result->m_flags & M_PKTHDR) != 0) {
               result->m_pkthdr.len = 0;
               for (n = result; n; n = n->m_next)
                       result->m_pkthdr.len += n->m_len;
               KASSERT(result->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));
       }

       return result;
}

/*
* The argument _sp must not overwrite until SP is created and registered
* successfully.
*/
static int
key_spdadd(struct socket *so, struct mbuf *m,
          const struct sadb_msghdr *mhp, struct secpolicy **_sp,
          bool from_kernel)
{
       const struct sockaddr *src, *dst;
       const struct sadb_x_policy *xpl0;
       struct sadb_x_policy *xpl;
       const struct sadb_lifetime *lft = NULL;
       struct secpolicyindex spidx;
       struct secpolicy *newsp;
       int error;
       uint32_t sadb_x_policy_id;

       if (mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_X_EXT_POLICY] < sizeof(struct sadb_x_policy)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] != NULL) {
               if (mhp->extlen[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] <
                   sizeof(struct sadb_lifetime)) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
                       return key_senderror(so, m, EINVAL);
               }
               lft = mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD];
       }

       xpl0 = mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY];

       /* checking the direction. */
       switch (xpl0->sadb_x_policy_dir) {
       case IPSEC_DIR_INBOUND:
       case IPSEC_DIR_OUTBOUND:
               break;
       default:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "Invalid SP direction.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       /* check policy */
       /* key_api_spdadd() accepts DISCARD, NONE and IPSEC. */
       if (xpl0->sadb_x_policy_type == IPSEC_POLICY_ENTRUST ||
           xpl0->sadb_x_policy_type == IPSEC_POLICY_BYPASS) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "Invalid policy type.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       /* policy requests are mandatory when action is ipsec. */
       if (mhp->msg->sadb_msg_type != SADB_X_SPDSETIDX &&
           xpl0->sadb_x_policy_type == IPSEC_POLICY_IPSEC &&
           mhp->extlen[SADB_X_EXT_POLICY] <= sizeof(*xpl0)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "some policy requests part required.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       /* sanity check on addr pair */
       if (src->sa_family != dst->sa_family)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       if (src->sa_len != dst->sa_len)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       key_init_spidx_bymsghdr(&spidx, mhp);

       /*
        * checking there is SP already or not.
        * SPDUPDATE doesn't depend on whether there is a SP or not.
        * If the type is either SPDADD or SPDSETIDX AND a SP is found,
        * then error.
        */
   {
       struct secpolicy *sp;

       if (mhp->msg->sadb_msg_type == SADB_X_SPDUPDATE) {
               sp = key_lookup_and_remove_sp(&spidx, from_kernel);
               if (sp != NULL)
                       key_destroy_sp(sp);
       } else {
               sp = key_getsp(&spidx);
               if (sp != NULL) {
                       KEY_SP_UNREF(&sp);
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "a SP entry exists already.\n");
                       return key_senderror(so, m, EEXIST);
               }
       }
   }

       /* allocation new SP entry */
       newsp = _key_msg2sp(xpl0, PFKEY_EXTLEN(xpl0), &error, from_kernel);
       if (newsp == NULL) {
               return key_senderror(so, m, error);
       }

       newsp->id = key_getnewspid();
       if (newsp->id == 0) {
               kmem_free(newsp, sizeof(*newsp));
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
       }

       newsp->spidx = spidx;
       newsp->created = time_uptime;
       newsp->lastused = newsp->created;
       newsp->lifetime = lft ? lft->sadb_lifetime_addtime : 0;
       newsp->validtime = lft ? lft->sadb_lifetime_usetime : 0;
       if (from_kernel)
               newsp->origin = IPSEC_SPORIGIN_KERNEL;
       else
               newsp->origin = IPSEC_SPORIGIN_USER;

       key_init_sp(newsp);
       if (from_kernel)
               KEY_SP_REF(newsp);

       sadb_x_policy_id = newsp->id;

       if (_sp != NULL)
               *_sp = newsp;

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       SPLIST_WRITER_INSERT_TAIL(newsp->spidx.dir, newsp);
       mutex_exit(&key_spd.lock);
       /*
        * We don't have a reference to newsp, so we must not touch newsp from
        * now on.  If you want to do, you must take a reference beforehand.
        */
       newsp = NULL;

#ifdef notyet
       /* delete the entry in key_misc.spacqlist */
       if (mhp->msg->sadb_msg_type == SADB_X_SPDUPDATE) {
               struct secspacq *spacq = key_getspacq(&spidx);
               if (spacq != NULL) {
                       /* reset counter in order to deletion by timehandler. */
                       spacq->created = time_uptime;
                       spacq->count = 0;
               }
       }
#endif

       /* Invalidate all cached SPD pointers in the PCBs. */
       ipsec_invalpcbcacheall();

#if defined(GATEWAY)
       /* Invalidate the ipflow cache, as well. */
       ipflow_invalidate_all(0);
#ifdef INET6
       if (in6_present)
               ip6flow_invalidate_all(0);
#endif /* INET6 */
#endif /* GATEWAY */

       key_update_used();

   {
       struct mbuf *n, *mpolicy;
       int off;

       /* create new sadb_msg to reply. */
       if (lft) {
               n = key_gather_mbuf(m, mhp, 2, 5, SADB_EXT_RESERVED,
                   SADB_X_EXT_POLICY, SADB_EXT_LIFETIME_HARD,
                   SADB_EXT_ADDRESS_SRC, SADB_EXT_ADDRESS_DST);
       } else {
               n = key_gather_mbuf(m, mhp, 2, 4, SADB_EXT_RESERVED,
                   SADB_X_EXT_POLICY,
                   SADB_EXT_ADDRESS_SRC, SADB_EXT_ADDRESS_DST);
       }

       key_fill_replymsg(n, 0);
       off = 0;
       mpolicy = m_pulldown(n, PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)),
           sizeof(*xpl), &off);
       if (mpolicy == NULL) {
               /* n is already freed */
               /*
                * valid sp has been created, so we does not overwrite _sp
                * NULL here. let caller decide to use the sp or not.
                */
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
       }
       xpl = (struct sadb_x_policy *)(mtod(mpolicy, char *) + off);
       if (xpl->sadb_x_policy_exttype != SADB_X_EXT_POLICY) {
               m_freem(n);
               /* ditto */
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       xpl->sadb_x_policy_id = sadb_x_policy_id;

       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
}

/*
* SADB_X_SPDADD, SADB_X_SPDSETIDX or SADB_X_SPDUPDATE processing
* add an entry to SP database, when received
*   <base, address(SD), (lifetime(H),) policy>
* from the user(?).
* Adding to SP database,
* and send
*   <base, address(SD), (lifetime(H),) policy>
* to the socket which was send.
*
* SPDADD set a unique policy entry.
* SPDSETIDX like SPDADD without a part of policy requests.
* SPDUPDATE replace a unique policy entry.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_spdadd(struct socket *so, struct mbuf *m,
              const struct sadb_msghdr *mhp)
{

       return key_spdadd(so, m, mhp, NULL, false);
}

struct secpolicy *
key_kpi_spdadd(struct mbuf *m)
{
       struct sadb_msghdr mh;
       int error;
       struct secpolicy *sp = NULL;

       error = key_align(m, &mh);
       if (error)
               return NULL;

       error = key_spdadd(NULL, m, &mh, &sp, true);
       if (error) {
               /*
                * Currently, when key_spdadd() cannot send a PFKEY message
                * which means SP has been created, key_spdadd() returns error
                * although SP is created successfully.
                * Kernel components would not care PFKEY messages, so return
                * the "sp" regardless of error code. key_spdadd() overwrites
                * the argument only if SP  is created successfully.
                */
       }
       return sp;
}

/*
* get new policy id.
* OUT:
*      0:      failure.
*      others: success.
*/
static u_int32_t
key_getnewspid(void)
{
       u_int32_t newid = 0;
       int count = key_spi_trycnt;     /* XXX */
       struct secpolicy *sp;

       /* when requesting to allocate spi ranged */
       while (count--) {
               newid = (policy_id = (policy_id == ~0 ? 1 : policy_id + 1));

               sp = key_getspbyid(newid);
               if (sp == NULL)
                       break;

               KEY_SP_UNREF(&sp);
       }

       if (count == 0 || newid == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "to allocate policy id is failed.\n");
               return 0;
       }

       return newid;
}

/*
* SADB_SPDDELETE processing
* receive
*   <base, address(SD), policy(*)>
* from the user(?), and set SADB_SASTATE_DEAD,
* and send,
*   <base, address(SD), policy(*)>
* to the ikmpd.
* policy(*) including direction of policy.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_spddelete(struct socket *so, struct mbuf *m,
             const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_x_policy *xpl0;
       struct secpolicyindex spidx;
       struct secpolicy *sp;

       if (mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_X_EXT_POLICY] < sizeof(struct sadb_x_policy)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       xpl0 = mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY];

       /* checking the direction. */
       switch (xpl0->sadb_x_policy_dir) {
       case IPSEC_DIR_INBOUND:
       case IPSEC_DIR_OUTBOUND:
               break;
       default:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "Invalid SP direction.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       /* make secindex */
       key_init_spidx_bymsghdr(&spidx, mhp);

       /* Is there SP in SPD ? */
       sp = key_lookup_and_remove_sp(&spidx, false);
       if (sp == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no SP found.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       /* save policy id to buffer to be returned. */
       xpl0->sadb_x_policy_id = sp->id;

       key_destroy_sp(sp);

       /* We're deleting policy; no need to invalidate the ipflow cache. */

   {
       struct mbuf *n;

       /* create new sadb_msg to reply. */
       n = key_gather_mbuf(m, mhp, 1, 4, SADB_EXT_RESERVED,
           SADB_X_EXT_POLICY, SADB_EXT_ADDRESS_SRC, SADB_EXT_ADDRESS_DST);
       key_fill_replymsg(n, 0);
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
}

static struct mbuf *
key_alloc_mbuf_simple(int len, int mflag)
{
       struct mbuf *n;

       KASSERT(mflag == M_NOWAIT || (mflag == M_WAITOK && !cpu_softintr_p()));

       MGETHDR(n, mflag, MT_DATA);
       if (n && len > MHLEN) {
               MCLGET(n, mflag);
               if ((n->m_flags & M_EXT) == 0) {
                       m_freem(n);
                       n = NULL;
               }
       }
       return n;
}

/*
* SADB_SPDDELETE2 processing
* receive
*   <base, policy(*)>
* from the user(?), and set SADB_SASTATE_DEAD,
* and send,
*   <base, policy(*)>
* to the ikmpd.
* policy(*) including direction of policy.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_spddelete2(struct socket *so, struct mbuf *m,
              const struct sadb_msghdr *mhp, bool from_kernel)
{
       u_int32_t id;
       struct secpolicy *sp;
       const struct sadb_x_policy *xpl;

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY] == NULL ||
           mhp->extlen[SADB_X_EXT_POLICY] < sizeof(struct sadb_x_policy)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       xpl = mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY];
       id = xpl->sadb_x_policy_id;

       /* Is there SP in SPD ? */
       sp = key_lookupbyid_and_remove_sp(id, from_kernel);
       if (sp == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no SP found id:%u.\n", id);
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       key_destroy_sp(sp);

       /* We're deleting policy; no need to invalidate the ipflow cache. */

   {
       struct mbuf *n, *nn;
       int off, len;

       CTASSERT(PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)) <= MCLBYTES);

       /* create new sadb_msg to reply. */
       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));

       n = key_alloc_mbuf_simple(len, M_WAITOK);
       n->m_len = len;
       n->m_next = NULL;
       off = 0;

       m_copydata(m, 0, sizeof(struct sadb_msg), mtod(n, char *) + off);
       off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));

       KASSERTMSG(off == len, "length inconsistency");

       n->m_next = m_copym(m, mhp->extoff[SADB_X_EXT_POLICY],
           mhp->extlen[SADB_X_EXT_POLICY], M_WAITOK);

       n->m_pkthdr.len = 0;
       for (nn = n; nn; nn = nn->m_next)
               n->m_pkthdr.len += nn->m_len;

       key_fill_replymsg(n, 0);
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
}

/*
* SADB_SPDDELETE2 processing
* receive
*   <base, policy(*)>
* from the user(?), and set SADB_SASTATE_DEAD,
* and send,
*   <base, policy(*)>
* to the ikmpd.
* policy(*) including direction of policy.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_spddelete2(struct socket *so, struct mbuf *m,
              const struct sadb_msghdr *mhp)
{

       return key_spddelete2(so, m, mhp, false);
}

int
key_kpi_spddelete2(struct mbuf *m)
{
       struct sadb_msghdr mh;
       int error;

       error = key_align(m, &mh);
       if (error)
               return EINVAL;

       return key_spddelete2(NULL, m, &mh, true);
}

/*
* SADB_X_GET processing
* receive
*   <base, policy(*)>
* from the user(?),
* and send,
*   <base, address(SD), policy>
* to the ikmpd.
* policy(*) including direction of policy.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_spdget(struct socket *so, struct mbuf *m,
          const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       u_int32_t id;
       struct secpolicy *sp;
       struct mbuf *n;
       const struct sadb_x_policy *xpl;

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY] == NULL ||
           mhp->extlen[SADB_X_EXT_POLICY] < sizeof(struct sadb_x_policy)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       xpl = mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY];
       id = xpl->sadb_x_policy_id;

       /* Is there SP in SPD ? */
       sp = key_getspbyid(id);
       if (sp == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no SP found id:%u.\n", id);
               return key_senderror(so, m, ENOENT);
       }

       n = key_setdumpsp(sp, SADB_X_SPDGET, mhp->msg->sadb_msg_seq,
           mhp->msg->sadb_msg_pid);
       KEY_SP_UNREF(&sp); /* ref gained by key_getspbyid */
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ONE);
}

#ifdef notyet
/*
* SADB_X_SPDACQUIRE processing.
* Acquire policy and SA(s) for a *OUTBOUND* packet.
* send
*   <base, policy(*)>
* to KMD, and expect to receive
*   <base> with SADB_X_SPDACQUIRE if error occurred,
* or
*   <base, policy>
* with SADB_X_SPDUPDATE from KMD by PF_KEY.
* policy(*) is without policy requests.
*
*    0     : succeed
*    others: error number
*/
int
key_spdacquire(const struct secpolicy *sp)
{
       struct mbuf *result = NULL, *m;
       struct secspacq *newspacq;
       int error;

       KASSERT(sp != NULL);
       KASSERTMSG(sp->req == NULL, "called but there is request");
       KASSERTMSG(sp->policy == IPSEC_POLICY_IPSEC,
           "policy mismathed. IPsec is expected");

       /* Get an entry to check whether sent message or not. */
       newspacq = key_getspacq(&sp->spidx);
       if (newspacq != NULL) {
               if (key_blockacq_count < newspacq->count) {
                       /* reset counter and do send message. */
                       newspacq->count = 0;
               } else {
                       /* increment counter and do nothing. */
                       newspacq->count++;
                       return 0;
               }
       } else {
               /* make new entry for blocking to send SADB_ACQUIRE. */
               newspacq = key_newspacq(&sp->spidx);
               if (newspacq == NULL)
                       return ENOBUFS;

               /* add to key_misc.acqlist */
               LIST_INSERT_HEAD(&key_misc.spacqlist, newspacq, chain);
       }

       /* create new sadb_msg to reply. */
       m = key_setsadbmsg(SADB_X_SPDACQUIRE, 0, 0, 0, 0, 0);
       if (!m) {
               error = ENOBUFS;
               goto fail;
       }
       result = m;

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;

       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       return key_sendup_mbuf(NULL, m, KEY_SENDUP_REGISTERED);

fail:
       m_freem(result);
       return error;
}
#endif /* notyet */

/*
* SADB_SPDFLUSH processing
* receive
*   <base>
* from the user, and free all entries in secpctree.
* and send,
*   <base>
* to the user.
* NOTE: what to do is only marking SADB_SASTATE_DEAD.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_spdflush(struct socket *so, struct mbuf *m,
            const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_msg *newmsg;
       struct secpolicy *sp;
       u_int dir;

       if (m->m_len != PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)))
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       for (dir = 0; dir < IPSEC_DIR_MAX; dir++) {
           retry:
               mutex_enter(&key_spd.lock);
               SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir) {
                       KASSERTMSG(sp->state != IPSEC_SPSTATE_DEAD,
                           "sp->state=%u", sp->state);
                       /*
                        * Userlang programs can remove SPs created by userland
                        * probrams only, that is, they cannot remove SPs
                        * created in kernel(e.g. ipsec(4) I/F).
                        */
                       if (sp->origin == IPSEC_SPORIGIN_USER) {
                               key_unlink_sp(sp);
                               mutex_exit(&key_spd.lock);
                               key_destroy_sp(sp);
                               goto retry;
                       }
               }
               mutex_exit(&key_spd.lock);
       }

       /* We're deleting policy; no need to invalidate the ipflow cache. */

       if (sizeof(struct sadb_msg) > m->m_len + M_TRAILINGSPACE(m)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
       }

       m_freem(m->m_next);
       m->m_next = NULL;
       m->m_pkthdr.len = m->m_len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));
       newmsg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       newmsg->sadb_msg_errno = 0;
       newmsg->sadb_msg_len = PFKEY_UNIT64(m->m_pkthdr.len);

       return key_sendup_mbuf(so, m, KEY_SENDUP_ALL);
}

static struct sockaddr key_src = {
       .sa_len = 2,
       .sa_family = PF_KEY,
};

static struct mbuf *
key_setspddump_chain(int *errorp, int *lenp, pid_t pid)
{
       struct secpolicy *sp;
       int cnt;
       u_int dir;
       struct mbuf *m, *n, *prev;
       int totlen;

       KASSERT(mutex_owned(&key_spd.lock));

       *lenp = 0;

       /* search SPD entry and get buffer size. */
       cnt = 0;
       for (dir = 0; dir < IPSEC_DIR_MAX; dir++) {
               SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir) {
                       cnt++;
               }
       }

       if (cnt == 0) {
               *errorp = ENOENT;
               return (NULL);
       }

       m = NULL;
       prev = m;
       totlen = 0;
       for (dir = 0; dir < IPSEC_DIR_MAX; dir++) {
               SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir) {
                       --cnt;
                       n = key_setdumpsp(sp, SADB_X_SPDDUMP, cnt, pid);

                       totlen += n->m_pkthdr.len;
                       if (!m) {
                               m = n;
                       } else {
                               prev->m_nextpkt = n;
                       }
                       prev = n;
               }
       }

       *lenp = totlen;
       *errorp = 0;
       return (m);
}

/*
* SADB_SPDDUMP processing
* receive
*   <base>
* from the user, and dump all SP leaves
* and send,
*   <base> .....
* to the ikmpd.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_spddump(struct socket *so, struct mbuf *m0,
           const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct mbuf *n;
       int error, len;
       int ok;
       pid_t pid;

       pid = mhp->msg->sadb_msg_pid;
       /*
        * If the requestor has insufficient socket-buffer space
        * for the entire chain, nobody gets any response to the DUMP.
        * XXX For now, only the requestor ever gets anything.
        * Moreover, if the requestor has any space at all, they receive
        * the entire chain, otherwise the request is refused with  ENOBUFS.
        */
       if (sbspace(&so->so_rcv) <= 0) {
               return key_senderror(so, m0, ENOBUFS);
       }

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       n = key_setspddump_chain(&error, &len, pid);
       mutex_exit(&key_spd.lock);

       if (n == NULL) {
               return key_senderror(so, m0, ENOENT);
       }
       {
               net_stat_ref_t ps = PFKEY_STAT_GETREF();
               _NET_STATINC_REF(ps, PFKEY_STAT_IN_TOTAL);
               _NET_STATADD_REF(ps, PFKEY_STAT_IN_BYTES, len);
               PFKEY_STAT_PUTREF();
       }

       /*
        * PF_KEY DUMP responses are no longer broadcast to all PF_KEY sockets.
        * The requestor receives either the entire chain, or an
        * error message with ENOBUFS.
        */

       /*
        * sbappendchainwith record takes the chain of entries, one
        * packet-record per SPD entry, prepends the key_src sockaddr
        * to each packet-record, links the sockaddr mbufs into a new
        * list of records, then   appends the entire resulting
        * list to the requesting socket.
        */
       ok = sbappendaddrchain(&so->so_rcv, (struct sockaddr *)&key_src, n,
           SB_PRIO_ONESHOT_OVERFLOW);

       if (!ok) {
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_NOMEM);
               m_freem(n);
               return key_senderror(so, m0, ENOBUFS);
       }

       m_freem(m0);
       return error;
}

/*
* SADB_X_NAT_T_NEW_MAPPING. Unused by racoon as of 2005/04/23
*/
static int
key_api_nat_map(struct socket *so, struct mbuf *m,
           const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_x_nat_t_type *type;
       struct sadb_x_nat_t_port *sport;
       struct sadb_x_nat_t_port *dport;
       struct sadb_address *iaddr, *raddr;
       struct sadb_x_nat_t_frag *frag;

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if ((mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE] < sizeof(*type)) ||
           (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT] < sizeof(*sport)) ||
           (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT] < sizeof(*dport))) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if ((mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI] != NULL) &&
           (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI] < sizeof(*iaddr))) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if ((mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR] != NULL) &&
           (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR] < sizeof(*raddr))) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if ((mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG] != NULL) &&
           (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG] < sizeof(*frag))) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       type = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE];
       sport = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT];
       dport = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT];
       iaddr = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI];
       raddr = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR];
       frag = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG];

       /*
        * XXX handle that, it should also contain a SA, or anything
        * that enable to update the SA information.
        */

       return 0;
}

/*
* Never return NULL.
*/
static struct mbuf *
key_setdumpsp(struct secpolicy *sp, u_int8_t type, u_int32_t seq, pid_t pid)
{
       struct mbuf *result = NULL, *m;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());

       m = key_setsadbmsg(type, 0, SADB_SATYPE_UNSPEC, seq, pid,
           key_sp_refcnt(sp), M_WAITOK);
       result = m;

       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_SRC,
           &sp->spidx.src.sa, sp->spidx.prefs, sp->spidx.ul_proto, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_DST,
           &sp->spidx.dst.sa, sp->spidx.prefd, sp->spidx.ul_proto, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       m = key_sp2msg(sp, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       KASSERT(result->m_flags & M_PKTHDR);
       KASSERT(result->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;

       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       return result;
}

/*
* get PFKEY message length for security policy and request.
*/
static u_int
key_getspreqmsglen(const struct secpolicy *sp)
{
       u_int tlen;

       tlen = sizeof(struct sadb_x_policy);

       /* if is the policy for ipsec ? */
       if (sp->policy != IPSEC_POLICY_IPSEC)
               return tlen;

       /* get length of ipsec requests */
   {
       const struct ipsecrequest *isr;
       int len;

       for (isr = sp->req; isr != NULL; isr = isr->next) {
               len = sizeof(struct sadb_x_ipsecrequest)
                   + isr->saidx.src.sa.sa_len + isr->saidx.dst.sa.sa_len;

               tlen += PFKEY_ALIGN8(len);
       }
   }

       return tlen;
}

/*
* SADB_SPDEXPIRE processing
* send
*   <base, address(SD), lifetime(CH), policy>
* to KMD by PF_KEY.
*
* OUT: 0       : succeed
*      others  : error number
*/
static int
key_spdexpire(struct secpolicy *sp)
{
       int s;
       struct mbuf *result = NULL, *m;
       int len;
       int error = -1;
       struct sadb_lifetime *lt;

       /* XXX: Why do we lock ? */
       s = splsoftnet();       /*called from softclock()*/

       KASSERT(sp != NULL);

       /* set msg header */
       m = key_setsadbmsg(SADB_X_SPDEXPIRE, 0, 0, 0, 0, 0, M_WAITOK);
       result = m;

       /* create lifetime extension (current and hard) */
       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(*lt)) * 2;
       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       memset(mtod(m, void *), 0, len);
       lt = mtod(m, struct sadb_lifetime *);
       lt->sadb_lifetime_len = PFKEY_UNIT64(sizeof(struct sadb_lifetime));
       lt->sadb_lifetime_exttype = SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT;
       lt->sadb_lifetime_allocations = 0;
       lt->sadb_lifetime_bytes = 0;
       lt->sadb_lifetime_addtime = time_mono_to_wall(sp->created);
       lt->sadb_lifetime_usetime = time_mono_to_wall(sp->lastused);
       lt = (struct sadb_lifetime *)(mtod(m, char *) + len / 2);
       lt->sadb_lifetime_len = PFKEY_UNIT64(sizeof(struct sadb_lifetime));
       lt->sadb_lifetime_exttype = SADB_EXT_LIFETIME_HARD;
       lt->sadb_lifetime_allocations = 0;
       lt->sadb_lifetime_bytes = 0;
       lt->sadb_lifetime_addtime = sp->lifetime;
       lt->sadb_lifetime_usetime = sp->validtime;
       m_cat(result, m);

       /* set sadb_address for source */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_SRC, &sp->spidx.src.sa,
           sp->spidx.prefs, sp->spidx.ul_proto, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       /* set sadb_address for destination */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_DST, &sp->spidx.dst.sa,
           sp->spidx.prefd, sp->spidx.ul_proto, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       /* set secpolicy */
       m = key_sp2msg(sp, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       KASSERT(result->m_flags & M_PKTHDR);
       KASSERT(result->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;

       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       error = key_sendup_mbuf(NULL, result, KEY_SENDUP_REGISTERED);
       splx(s);
       return error;
}

/* %%% SAD management */
/*
* allocating a memory for new SA head, and copy from the values of mhp.
* OUT: NULL    : failure due to the lack of memory.
*      others  : pointer to new SA head.
*/
static struct secashead *
key_newsah(const struct secasindex *saidx)
{
       struct secashead *newsah;
       int i;

       KASSERT(saidx != NULL);

       newsah = kmem_zalloc(sizeof(struct secashead), KM_SLEEP);
       for (i = 0; i < __arraycount(newsah->savlist); i++)
               PSLIST_INIT(&newsah->savlist[i]);
       newsah->saidx = *saidx;

       localcount_init(&newsah->localcount);
       /* Take a reference for the caller */
       localcount_acquire(&newsah->localcount);

       /* Add to the sah list */
       SAHLIST_ENTRY_INIT(newsah);
       newsah->state = SADB_SASTATE_MATURE;
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SAHLIST_WRITER_INSERT_HEAD(newsah);
       mutex_exit(&key_sad.lock);

       return newsah;
}

static bool
key_sah_has_sav(struct secashead *sah)
{
       u_int state;

       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));

       SASTATE_ANY_FOREACH(state) {
               if (!SAVLIST_WRITER_EMPTY(sah, state))
                       return true;
       }

       return false;
}

static void
key_unlink_sah(struct secashead *sah)
{

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));
       KASSERTMSG(sah->state == SADB_SASTATE_DEAD, "sah->state=%u", sah->state);

       /* Remove from the sah list */
       SAHLIST_WRITER_REMOVE(sah);

       KDASSERT(mutex_ownable(softnet_lock));
       key_sad_pserialize_perform();

       localcount_drain(&sah->localcount, &key_sad.cv_lc, &key_sad.lock);
}

static void
key_destroy_sah(struct secashead *sah)
{

       rtcache_free(&sah->sa_route);

       SAHLIST_ENTRY_DESTROY(sah);
       localcount_fini(&sah->localcount);

       if (sah->idents != NULL)
               kmem_free(sah->idents, sah->idents_len);
       if (sah->identd != NULL)
               kmem_free(sah->identd, sah->identd_len);

       kmem_free(sah, sizeof(*sah));
}

/*
* allocating a new SA with LARVAL state.
* key_api_add() and key_api_getspi() call,
* and copy the values of mhp into new buffer.
* When SAD message type is GETSPI:
*      to set sequence number from acq_seq++,
*      to set zero to SPI.
*      not to call key_setsaval().
* OUT: NULL    : fail
*      others  : pointer to new secasvar.
*
* does not modify mbuf.  does not free mbuf on error.
*/
static struct secasvar *
key_newsav(struct mbuf *m, const struct sadb_msghdr *mhp,
   int *errp, int proto, const char* where, int tag)
{
       struct secasvar *newsav;
       const struct sadb_sa *xsa;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(mhp != NULL);
       KASSERT(mhp->msg != NULL);

       newsav = kmem_zalloc(sizeof(struct secasvar), KM_SLEEP);

       switch (mhp->msg->sadb_msg_type) {
       case SADB_GETSPI:
               newsav->spi = 0;

#ifdef IPSEC_DOSEQCHECK
               /* sync sequence number */
               if (mhp->msg->sadb_msg_seq == 0)
                       newsav->seq =
                           (acq_seq = (acq_seq == ~0 ? 1 : ++acq_seq));
               else
#endif
                       newsav->seq = mhp->msg->sadb_msg_seq;
               break;

       case SADB_ADD:
               /* sanity check */
               if (mhp->ext[SADB_EXT_SA] == NULL) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
                       *errp = EINVAL;
                       goto error;
               }
               xsa = mhp->ext[SADB_EXT_SA];
               newsav->spi = xsa->sadb_sa_spi;
               newsav->seq = mhp->msg->sadb_msg_seq;
               break;
       default:
               *errp = EINVAL;
               goto error;
       }

       /* copy sav values */
       if (mhp->msg->sadb_msg_type != SADB_GETSPI) {
               *errp = key_setsaval(newsav, m, mhp);
               if (*errp)
                       goto error;
       } else {
               /* We don't allow lft_c to be NULL */
               newsav->lft_c = kmem_zalloc(sizeof(struct sadb_lifetime),
                   KM_SLEEP);
               newsav->lft_c_counters_percpu =
                   percpu_alloc(sizeof(lifetime_counters_t));
       }

       /* reset created */
       newsav->created = time_uptime;
       newsav->pid = mhp->msg->sadb_msg_pid;

       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP from %s:%u return SA:%p spi=%#x proto=%d\n",
           where, tag, newsav, ntohl(newsav->spi), proto);
       return newsav;

error:
       KASSERT(*errp != 0);
       kmem_free(newsav, sizeof(*newsav));
       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP from %s:%u return SA:NULL\n", where, tag);
       return NULL;
}


static void
key_clear_xform(struct secasvar *sav)
{

       /*
        * Cleanup xform state.  Note that zeroize'ing causes the
        * keys to be cleared; otherwise we must do it ourself.
        */
       if (sav->tdb_xform != NULL) {
               sav->tdb_xform->xf_zeroize(sav);
               sav->tdb_xform = NULL;
       } else {
               if (sav->key_auth != NULL)
                       explicit_memset(_KEYBUF(sav->key_auth), 0,
                           _KEYLEN(sav->key_auth));
               if (sav->key_enc != NULL)
                       explicit_memset(_KEYBUF(sav->key_enc), 0,
                           _KEYLEN(sav->key_enc));
       }
}

/*
* free() SA variable entry.
*/
static void
key_delsav(struct secasvar *sav)
{

       key_clear_xform(sav);
       key_freesaval(sav);
       kmem_free(sav, sizeof(*sav));
}

/*
* Must be called in a pserialize read section. A held sah
* must be released by key_sah_unref after use.
*/
static void
key_sah_ref(struct secashead *sah)
{

       localcount_acquire(&sah->localcount);
}

/*
* Must be called without holding key_sad.lock because the lock
* would be held in localcount_release.
*/
static void
key_sah_unref(struct secashead *sah)
{

       KDASSERT(mutex_ownable(&key_sad.lock));

       localcount_release(&sah->localcount, &key_sad.cv_lc, &key_sad.lock);
}

/*
* Search SAD and return sah. Must be called in a pserialize
* read section.
* OUT:
*      NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SA.
*/
static struct secashead *
key_getsah(const struct secasindex *saidx, int flag)
{
       struct secashead *sah;

       SAHLIST_READER_FOREACH_SAIDX(sah, saidx) {
               if (sah->state == SADB_SASTATE_DEAD)
                       continue;
               if (key_saidx_match(&sah->saidx, saidx, flag))
                       return sah;
       }

       return NULL;
}

/*
* Search SAD and return sah. If sah is returned, the caller must call
* key_sah_unref to releaset a reference.
* OUT:
*      NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SA.
*/
static struct secashead *
key_getsah_ref(const struct secasindex *saidx, int flag)
{
       struct secashead *sah;
       int s;

       s = pserialize_read_enter();
       sah = key_getsah(saidx, flag);
       if (sah != NULL)
               key_sah_ref(sah);
       pserialize_read_exit(s);

       return sah;
}

/*
* check not to be duplicated SPI.
* NOTE: this function is too slow due to searching all SAD.
* OUT:
*      NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SA.
*/
static bool
key_checkspidup(const struct secasindex *saidx, u_int32_t spi)
{
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav;

       /* check address family */
       if (saidx->src.sa.sa_family != saidx->dst.sa.sa_family) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                   "address family mismatched src %u, dst %u.\n",
                   saidx->src.sa.sa_family, saidx->dst.sa.sa_family);
               return false;
       }

       /* check all SAD */
       /* key_ismyaddr may sleep, so use mutex, not pserialize, here. */
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah) {
               if (!key_ismyaddr((struct sockaddr *)&sah->saidx.dst))
                       continue;
               sav = key_getsavbyspi(sah, spi);
               if (sav != NULL) {
                       KEY_SA_UNREF(&sav);
                       mutex_exit(&key_sad.lock);
                       return true;
               }
       }
       mutex_exit(&key_sad.lock);

       return false;
}

/*
* search SAD litmited alive SA, protocol, SPI.
* OUT:
*      NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SA.
*/
static struct secasvar *
key_getsavbyspi(struct secashead *sah, u_int32_t spi)
{
       struct secasvar *sav = NULL;
       u_int state;
       int s;

       /* search all status */
       s = pserialize_read_enter();
       SASTATE_ALIVE_FOREACH(state) {
               SAVLIST_READER_FOREACH(sav, sah, state) {
                       /* sanity check */
                       if (sav->state != state) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                                   "invalid sav->state (queue: %d SA: %d)\n",
                                   state, sav->state);
                               continue;
                       }

                       if (sav->spi == spi) {
                               KEY_SA_REF(sav);
                               goto out;
                       }
               }
       }
out:
       pserialize_read_exit(s);

       return sav;
}

/*
* Search SAD litmited alive SA by an SPI and remove it from a list.
* OUT:
*      NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SA.
*/
static struct secasvar *
key_lookup_and_remove_sav(struct secashead *sah, u_int32_t spi,
   const struct secasvar *hint)
{
       struct secasvar *sav = NULL;
       u_int state;

       /* search all status */
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SASTATE_ALIVE_FOREACH(state) {
               SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                       KASSERT(sav->state == state);

                       if (sav->spi == spi) {
                               if (hint != NULL && hint != sav)
                                       continue;
                               sav->state = SADB_SASTATE_DEAD;
                               SAVLIST_WRITER_REMOVE(sav);
                               SAVLUT_WRITER_REMOVE(sav);
                               goto out;
                       }
               }
       }
out:
       mutex_exit(&key_sad.lock);

       return sav;
}

/*
* Free allocated data to member variables of sav:
* sav->replay, sav->key_* and sav->lft_*.
*/
static void
key_freesaval(struct secasvar *sav)
{

       KASSERTMSG(key_sa_refcnt(sav) == 0, "key_sa_refcnt(sav)=%u",
           key_sa_refcnt(sav));

       if (sav->replay != NULL)
               kmem_free(sav->replay, sav->replay_len);
       if (sav->key_auth != NULL)
               kmem_free(sav->key_auth, sav->key_auth_len);
       if (sav->key_enc != NULL)
               kmem_free(sav->key_enc, sav->key_enc_len);
       if (sav->lft_c_counters_percpu != NULL) {
               percpu_free(sav->lft_c_counters_percpu,
                   sizeof(lifetime_counters_t));
       }
       if (sav->lft_c != NULL)
               kmem_free(sav->lft_c, sizeof(*(sav->lft_c)));
       if (sav->lft_h != NULL)
               kmem_free(sav->lft_h, sizeof(*(sav->lft_h)));
       if (sav->lft_s != NULL)
               kmem_free(sav->lft_s, sizeof(*(sav->lft_s)));
}

/*
* copy SA values from PF_KEY message except *SPI, SEQ, PID, STATE and TYPE*.
* You must update these if need.
* OUT: 0:      success.
*      !0:     failure.
*
* does not modify mbuf.  does not free mbuf on error.
*/
static int
key_setsaval(struct secasvar *sav, struct mbuf *m,
            const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       int error = 0;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(mhp != NULL);
       KASSERT(mhp->msg != NULL);

       /* We shouldn't initialize sav variables while someone uses it. */
       KASSERTMSG(key_sa_refcnt(sav) == 0, "key_sa_refcnt(sav)=%u",
           key_sa_refcnt(sav));

       /* SA */
       if (mhp->ext[SADB_EXT_SA] != NULL) {
               const struct sadb_sa *sa0;

               sa0 = mhp->ext[SADB_EXT_SA];
               if (mhp->extlen[SADB_EXT_SA] < sizeof(*sa0)) {
                       error = EINVAL;
                       goto fail;
               }

               sav->alg_auth = sa0->sadb_sa_auth;
               sav->alg_enc = sa0->sadb_sa_encrypt;
               sav->flags = sa0->sadb_sa_flags;

               /* replay window */
               if ((sa0->sadb_sa_flags & SADB_X_EXT_OLD) == 0) {
                       size_t len = sizeof(struct secreplay) +
                           sa0->sadb_sa_replay;
                       sav->replay = kmem_zalloc(len, KM_SLEEP);
                       sav->replay_len = len;
                       if (sa0->sadb_sa_replay != 0)
                               sav->replay->bitmap = (char*)(sav->replay+1);
                       sav->replay->wsize = sa0->sadb_sa_replay;
               }
       }

       /* Authentication keys */
       if (mhp->ext[SADB_EXT_KEY_AUTH] != NULL) {
               const struct sadb_key *key0;
               int len;

               key0 = mhp->ext[SADB_EXT_KEY_AUTH];
               len = mhp->extlen[SADB_EXT_KEY_AUTH];

               error = 0;
               if (len < sizeof(*key0)) {
                       error = EINVAL;
                       goto fail;
               }
               switch (mhp->msg->sadb_msg_satype) {
               case SADB_SATYPE_AH:
               case SADB_SATYPE_ESP:
               case SADB_X_SATYPE_TCPSIGNATURE:
                       if (len == PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_key)) &&
                           sav->alg_auth != SADB_X_AALG_NULL)
                               error = EINVAL;
                       break;
               case SADB_X_SATYPE_IPCOMP:
               default:
                       error = EINVAL;
                       break;
               }
               if (error) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid key_auth values.\n");
                       goto fail;
               }

               sav->key_auth = key_newbuf(key0, len);
               sav->key_auth_len = len;
       }

       /* Encryption key */
       if (mhp->ext[SADB_EXT_KEY_ENCRYPT] != NULL) {
               const struct sadb_key *key0;
               int len;

               key0 = mhp->ext[SADB_EXT_KEY_ENCRYPT];
               len = mhp->extlen[SADB_EXT_KEY_ENCRYPT];

               error = 0;
               if (len < sizeof(*key0)) {
                       error = EINVAL;
                       goto fail;
               }
               switch (mhp->msg->sadb_msg_satype) {
               case SADB_SATYPE_ESP:
                       if (len == PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_key)) &&
                           sav->alg_enc != SADB_EALG_NULL) {
                               error = EINVAL;
                               break;
                       }
                       sav->key_enc = key_newbuf(key0, len);
                       sav->key_enc_len = len;
                       break;
               case SADB_X_SATYPE_IPCOMP:
                       if (len != PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_key)))
                               error = EINVAL;
                       sav->key_enc = NULL;    /*just in case*/
                       break;
               case SADB_SATYPE_AH:
               case SADB_X_SATYPE_TCPSIGNATURE:
               default:
                       error = EINVAL;
                       break;
               }
               if (error) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid key_enc value.\n");
                       goto fail;
               }
       }

       /* set iv */
       sav->ivlen = 0;

       switch (mhp->msg->sadb_msg_satype) {
       case SADB_SATYPE_AH:
               error = xform_init(sav, XF_AH);
               break;
       case SADB_SATYPE_ESP:
               error = xform_init(sav, XF_ESP);
               break;
       case SADB_X_SATYPE_IPCOMP:
               error = xform_init(sav, XF_IPCOMP);
               break;
       case SADB_X_SATYPE_TCPSIGNATURE:
               error = xform_init(sav, XF_TCPSIGNATURE);
               break;
       default:
               error = EOPNOTSUPP;
               break;
       }
       if (error) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "unable to initialize SA type %u (%d)\n",
                   mhp->msg->sadb_msg_satype, error);
               goto fail;
       }

       /* reset created */
       sav->created = time_uptime;

       /* make lifetime for CURRENT */
       sav->lft_c = kmem_alloc(sizeof(struct sadb_lifetime), KM_SLEEP);

       sav->lft_c->sadb_lifetime_len =
           PFKEY_UNIT64(sizeof(struct sadb_lifetime));
       sav->lft_c->sadb_lifetime_exttype = SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT;
       sav->lft_c->sadb_lifetime_allocations = 0;
       sav->lft_c->sadb_lifetime_bytes = 0;
       sav->lft_c->sadb_lifetime_addtime = time_uptime;
       sav->lft_c->sadb_lifetime_usetime = 0;

       sav->lft_c_counters_percpu = percpu_alloc(sizeof(lifetime_counters_t));

       /* lifetimes for HARD and SOFT */
   {
       const struct sadb_lifetime *lft0;

       lft0 = mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD];
       if (lft0 != NULL) {
               if (mhp->extlen[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] < sizeof(*lft0)) {
                       error = EINVAL;
                       goto fail;
               }
               sav->lft_h = key_newbuf(lft0, sizeof(*lft0));
       }

       lft0 = mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_SOFT];
       if (lft0 != NULL) {
               if (mhp->extlen[SADB_EXT_LIFETIME_SOFT] < sizeof(*lft0)) {
                       error = EINVAL;
                       goto fail;
               }
               sav->lft_s = key_newbuf(lft0, sizeof(*lft0));
               /* to be initialize ? */
       }
   }

       return 0;

fail:
       key_clear_xform(sav);
       key_freesaval(sav);

       return error;
}

/*
* validation with a secasvar entry, and set SADB_SATYPE_MATURE.
* OUT: 0:      valid
*      other:  errno
*/
static int
key_init_xform(struct secasvar *sav)
{
       int error;

       /* We shouldn't initialize sav variables while someone uses it. */
       KASSERTMSG(key_sa_refcnt(sav) == 0, "key_sa_refcnt(sav)=%u",
           key_sa_refcnt(sav));

       /* check SPI value */
       switch (sav->sah->saidx.proto) {
       case IPPROTO_ESP:
       case IPPROTO_AH:
               if (ntohl(sav->spi) <= 255) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "illegal range of SPI %u.\n",
                           (u_int32_t)ntohl(sav->spi));
                       return EINVAL;
               }
               break;
       }

       /* check algo */
       switch (sav->sah->saidx.proto) {
       case IPPROTO_AH:
       case IPPROTO_TCP:
               if (sav->alg_enc != SADB_EALG_NONE) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "protocol %u and algorithm mismatched %u != %u.\n",
                           sav->sah->saidx.proto,
                           sav->alg_enc, SADB_EALG_NONE);
                       return EINVAL;
               }
               break;
       case IPPROTO_IPCOMP:
               if (sav->alg_auth != SADB_AALG_NONE) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "protocol %u and algorithm mismatched %d != %d.\n",
                           sav->sah->saidx.proto,
                           sav->alg_auth, SADB_AALG_NONE);
                       return(EINVAL);
               }
               break;
       default:
               break;
       }

       /* check satype */
       switch (sav->sah->saidx.proto) {
       case IPPROTO_ESP:
               /* check flags */
               if ((sav->flags & (SADB_X_EXT_OLD|SADB_X_EXT_DERIV)) ==
                   (SADB_X_EXT_OLD|SADB_X_EXT_DERIV)) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "invalid flag (derived) given to old-esp.\n");
                       return EINVAL;
               }
               error = xform_init(sav, XF_ESP);
               break;
       case IPPROTO_AH:
               /* check flags */
               if (sav->flags & SADB_X_EXT_DERIV) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "invalid flag (derived) given to AH SA.\n");
                       return EINVAL;
               }
               error = xform_init(sav, XF_AH);
               break;
       case IPPROTO_IPCOMP:
               if ((sav->flags & SADB_X_EXT_RAWCPI) == 0
                   && ntohl(sav->spi) >= 0x10000) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid cpi for IPComp.\n");
                       return(EINVAL);
               }
               error = xform_init(sav, XF_IPCOMP);
               break;
       case IPPROTO_TCP:
               error = xform_init(sav, XF_TCPSIGNATURE);
               break;
       default:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "Invalid satype.\n");
               error = EPROTONOSUPPORT;
               break;
       }

       return error;
}

/*
* subroutine for SADB_GET and SADB_DUMP. It never return NULL.
*/
static struct mbuf *
key_setdumpsa(struct secasvar *sav, u_int8_t type, u_int8_t satype,
             u_int32_t seq, u_int32_t pid)
{
       struct mbuf *result = NULL, *tres = NULL, *m;
       int l = 0;
       int i;
       void *p;
       struct sadb_lifetime lt;
       int dumporder[] = {
               SADB_EXT_SA, SADB_X_EXT_SA2,
               SADB_EXT_LIFETIME_HARD, SADB_EXT_LIFETIME_SOFT,
               SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT, SADB_EXT_ADDRESS_SRC,
               SADB_EXT_ADDRESS_DST, SADB_EXT_ADDRESS_PROXY, SADB_EXT_KEY_AUTH,
               SADB_EXT_KEY_ENCRYPT, SADB_EXT_IDENTITY_SRC,
               SADB_EXT_IDENTITY_DST, SADB_EXT_SENSITIVITY,
               SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE,
               SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT, SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT,
               SADB_X_EXT_NAT_T_OAI, SADB_X_EXT_NAT_T_OAR,
               SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG,

       };

       m = key_setsadbmsg(type, 0, satype, seq, pid, key_sa_refcnt(sav), M_WAITOK);
       result = m;

       for (i = __arraycount(dumporder) - 1; i >= 0; i--) {
               m = NULL;
               p = NULL;
               switch (dumporder[i]) {
               case SADB_EXT_SA:
                       m = key_setsadbsa(sav);
                       break;

               case SADB_X_EXT_SA2:
                       m = key_setsadbxsa2(sav->sah->saidx.mode,
                           sav->replay ? sav->replay->count : 0,
                           sav->sah->saidx.reqid);
                       break;

               case SADB_EXT_ADDRESS_SRC:
                       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_SRC,
                           &sav->sah->saidx.src.sa,
                           FULLMASK, IPSEC_ULPROTO_ANY, M_WAITOK);
                       break;

               case SADB_EXT_ADDRESS_DST:
                       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_DST,
                           &sav->sah->saidx.dst.sa,
                           FULLMASK, IPSEC_ULPROTO_ANY, M_WAITOK);
                       break;

               case SADB_EXT_KEY_AUTH:
                       if (!sav->key_auth)
                               continue;
                       l = PFKEY_UNUNIT64(sav->key_auth->sadb_key_len);
                       p = sav->key_auth;
                       break;

               case SADB_EXT_KEY_ENCRYPT:
                       if (!sav->key_enc)
                               continue;
                       l = PFKEY_UNUNIT64(sav->key_enc->sadb_key_len);
                       p = sav->key_enc;
                       break;

               case SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT: {
                       lifetime_counters_t sum = {0};

                       KASSERT(sav->lft_c != NULL);
                       l = PFKEY_UNUNIT64(((struct sadb_ext *)sav->lft_c)->sadb_ext_len);
                       memcpy(&lt, sav->lft_c, sizeof(struct sadb_lifetime));
                       lt.sadb_lifetime_addtime =
                           time_mono_to_wall(lt.sadb_lifetime_addtime);
                       lt.sadb_lifetime_usetime =
                           time_mono_to_wall(lt.sadb_lifetime_usetime);
                       percpu_foreach_xcall(sav->lft_c_counters_percpu,
                           XC_HIGHPRI_IPL(IPL_SOFTNET),
                           key_sum_lifetime_counters, sum);
                       lt.sadb_lifetime_allocations =
                           sum[LIFETIME_COUNTER_ALLOCATIONS];
                       lt.sadb_lifetime_bytes =
                           sum[LIFETIME_COUNTER_BYTES];
                       p = &lt;
                       break;
                   }

               case SADB_EXT_LIFETIME_HARD:
                       if (!sav->lft_h)
                               continue;
                       l = PFKEY_UNUNIT64(((struct sadb_ext *)sav->lft_h)->sadb_ext_len);
                       p = sav->lft_h;
                       break;

               case SADB_EXT_LIFETIME_SOFT:
                       if (!sav->lft_s)
                               continue;
                       l = PFKEY_UNUNIT64(((struct sadb_ext *)sav->lft_s)->sadb_ext_len);
                       p = sav->lft_s;
                       break;

               case SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE:
                       m = key_setsadbxtype(sav->natt_type);
                       break;

               case SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT:
                       if (sav->natt_type == 0)
                               continue;
                       m = key_setsadbxport(
                           key_portfromsaddr(&sav->sah->saidx.dst),
                           SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT);
                       break;

               case SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT:
                       if (sav->natt_type == 0)
                               continue;
                       m = key_setsadbxport(
                           key_portfromsaddr(&sav->sah->saidx.src),
                           SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT);
                       break;

               case SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG:
                       /* don't send frag info if not set */
                       if (sav->natt_type == 0 || sav->esp_frag == IP_MAXPACKET)
                               continue;
                       m = key_setsadbxfrag(sav->esp_frag);
                       break;

               case SADB_X_EXT_NAT_T_OAI:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_OAR:
                       continue;

               case SADB_EXT_ADDRESS_PROXY:
               case SADB_EXT_IDENTITY_SRC:
               case SADB_EXT_IDENTITY_DST:
                       /* XXX: should we brought from SPD ? */
               case SADB_EXT_SENSITIVITY:
               default:
                       continue;
               }

               KASSERT(!(m && p));
               KASSERT(m != NULL || p != NULL);
               if (p && tres) {
                       M_PREPEND(tres, l, M_WAITOK);
                       memcpy(mtod(tres, void *), p, l);
                       continue;
               }
               if (p) {
                       m = key_alloc_mbuf(l, M_WAITOK);
                       m_copyback(m, 0, l, p);
               }

               if (tres)
                       m_cat(m, tres);
               tres = m;
       }

       m_cat(result, tres);
       tres = NULL; /* avoid free on error below */

       KASSERT(result->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;

       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       return result;
}


/*
* set a type in sadb_x_nat_t_type
*/
static struct mbuf *
key_setsadbxtype(u_int16_t type)
{
       struct mbuf *m;
       size_t len;
       struct sadb_x_nat_t_type *p;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_x_nat_t_type));

       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       p = mtod(m, struct sadb_x_nat_t_type *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_x_nat_t_type_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_x_nat_t_type_exttype = SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE;
       p->sadb_x_nat_t_type_type = type;

       return m;
}
/*
* set a port in sadb_x_nat_t_port. port is in network order
*/
static struct mbuf *
key_setsadbxport(u_int16_t port, u_int16_t type)
{
       struct mbuf *m;
       size_t len;
       struct sadb_x_nat_t_port *p;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_x_nat_t_port));

       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       p = mtod(m, struct sadb_x_nat_t_port *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_x_nat_t_port_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_x_nat_t_port_exttype = type;
       p->sadb_x_nat_t_port_port = port;

       return m;
}

/*
* set fragmentation info in sadb_x_nat_t_frag
*/
static struct mbuf *
key_setsadbxfrag(u_int16_t flen)
{
       struct mbuf *m;
       size_t len;
       struct sadb_x_nat_t_frag *p;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_x_nat_t_frag));

       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       p = mtod(m, struct sadb_x_nat_t_frag *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_x_nat_t_frag_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_x_nat_t_frag_exttype = SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG;
       p->sadb_x_nat_t_frag_fraglen = flen;

       return m;
}

/*
* Get port from sockaddr, port is in network order
*/
u_int16_t
key_portfromsaddr(const union sockaddr_union *saddr)
{
       u_int16_t port;

       switch (saddr->sa.sa_family) {
       case AF_INET: {
               port = saddr->sin.sin_port;
               break;
       }
#ifdef INET6
       case AF_INET6: {
               port = saddr->sin6.sin6_port;
               break;
       }
#endif
       default:
               printf("%s: unexpected address family\n", __func__);
               port = 0;
               break;
       }

       return port;
}


/*
* Set port is struct sockaddr. port is in network order
*/
static void
key_porttosaddr(union sockaddr_union *saddr, u_int16_t port)
{
       switch (saddr->sa.sa_family) {
       case AF_INET: {
               saddr->sin.sin_port = port;
               break;
       }
#ifdef INET6
       case AF_INET6: {
               saddr->sin6.sin6_port = port;
               break;
       }
#endif
       default:
               printf("%s: unexpected address family %d\n", __func__,
                   saddr->sa.sa_family);
               break;
       }

       return;
}

/*
* Safety check sa_len
*/
static int
key_checksalen(const union sockaddr_union *saddr)
{
       switch (saddr->sa.sa_family) {
       case AF_INET:
               if (saddr->sa.sa_len != sizeof(struct sockaddr_in))
                       return -1;
               break;
#ifdef INET6
       case AF_INET6:
               if (saddr->sa.sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
                       return -1;
               break;
#endif
       default:
               printf("%s: unexpected sa_family %d\n", __func__,
                   saddr->sa.sa_family);
                       return -1;
               break;
       }
       return 0;
}


/*
* set data into sadb_msg.
*/
static struct mbuf *
key_setsadbmsg(u_int8_t type,  u_int16_t tlen, u_int8_t satype,
              u_int32_t seq, pid_t pid, u_int16_t reserved, int mflag)
{
       struct mbuf *m;
       struct sadb_msg *p;
       int len;

       CTASSERT(PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)) <= MCLBYTES);

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));

       m = key_alloc_mbuf_simple(len, mflag);
       if (!m)
               return NULL;
       m->m_pkthdr.len = m->m_len = len;
       m->m_next = NULL;

       p = mtod(m, struct sadb_msg *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_msg_version = PF_KEY_V2;
       p->sadb_msg_type = type;
       p->sadb_msg_errno = 0;
       p->sadb_msg_satype = satype;
       p->sadb_msg_len = PFKEY_UNIT64(tlen);
       p->sadb_msg_reserved = reserved;
       p->sadb_msg_seq = seq;
       p->sadb_msg_pid = (u_int32_t)pid;

       return m;
}

/*
* copy secasvar data into sadb_address.
*/
static struct mbuf *
key_setsadbsa(struct secasvar *sav)
{
       struct mbuf *m;
       struct sadb_sa *p;
       int len;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_sa));
       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       p = mtod(m, struct sadb_sa *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_sa_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_sa_exttype = SADB_EXT_SA;
       p->sadb_sa_spi = sav->spi;
       p->sadb_sa_replay = (sav->replay != NULL ? sav->replay->wsize : 0);
       p->sadb_sa_state = sav->state;
       p->sadb_sa_auth = sav->alg_auth;
       p->sadb_sa_encrypt = sav->alg_enc;
       p->sadb_sa_flags = sav->flags;

       return m;
}

static uint8_t
key_sabits(const struct sockaddr *saddr)
{
       switch (saddr->sa_family) {
       case AF_INET:
               return _BITS(sizeof(struct in_addr));
       case AF_INET6:
               return _BITS(sizeof(struct in6_addr));
       default:
               return FULLMASK;
       }
}

/*
* set data into sadb_address.
*/
static struct mbuf *
key_setsadbaddr(u_int16_t exttype, const struct sockaddr *saddr,
               u_int8_t prefixlen, u_int16_t ul_proto, int mflag)
{
       struct mbuf *m;
       struct sadb_address *p;
       size_t len;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_address)) +
           PFKEY_ALIGN8(saddr->sa_len);
       m = key_alloc_mbuf(len, mflag);
       if (!m || m->m_next) {  /*XXX*/
               m_freem(m);
               return NULL;
       }

       p = mtod(m, struct sadb_address *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_address_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_address_exttype = exttype;
       p->sadb_address_proto = ul_proto;
       if (prefixlen == FULLMASK) {
               prefixlen = key_sabits(saddr);
       }
       p->sadb_address_prefixlen = prefixlen;
       p->sadb_address_reserved = 0;

       memcpy(mtod(m, char *) + PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_address)),
           saddr, saddr->sa_len);

       return m;
}

#if 0
/*
* set data into sadb_ident.
*/
static struct mbuf *
key_setsadbident(u_int16_t exttype, u_int16_t idtype,
                void *string, int stringlen, u_int64_t id)
{
       struct mbuf *m;
       struct sadb_ident *p;
       size_t len;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_ident)) + PFKEY_ALIGN8(stringlen);
       m = key_alloc_mbuf(len);
       if (!m || m->m_next) {  /*XXX*/
               m_freem(m);
               return NULL;
       }

       p = mtod(m, struct sadb_ident *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_ident_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_ident_exttype = exttype;
       p->sadb_ident_type = idtype;
       p->sadb_ident_reserved = 0;
       p->sadb_ident_id = id;

       memcpy(mtod(m, void *) + PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_ident)),
                  string, stringlen);

       return m;
}
#endif

/*
* set data into sadb_x_sa2.
*/
static struct mbuf *
key_setsadbxsa2(u_int8_t mode, u_int32_t seq, u_int16_t reqid)
{
       struct mbuf *m;
       struct sadb_x_sa2 *p;
       size_t len;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_x_sa2));
       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       p = mtod(m, struct sadb_x_sa2 *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_x_sa2_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_x_sa2_exttype = SADB_X_EXT_SA2;
       p->sadb_x_sa2_mode = mode;
       p->sadb_x_sa2_reserved1 = 0;
       p->sadb_x_sa2_reserved2 = 0;
       p->sadb_x_sa2_sequence = seq;
       p->sadb_x_sa2_reqid = reqid;

       return m;
}

/*
* set data into sadb_x_policy
*/
static struct mbuf *
key_setsadbxpolicy(const u_int16_t type, const u_int8_t dir, const u_int32_t id,
   int mflag)
{
       struct mbuf *m;
       struct sadb_x_policy *p;
       size_t len;

       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_x_policy));
       m = key_alloc_mbuf(len, mflag);
       if (!m || m->m_next) {  /*XXX*/
               m_freem(m);
               return NULL;
       }

       p = mtod(m, struct sadb_x_policy *);

       memset(p, 0, len);
       p->sadb_x_policy_len = PFKEY_UNIT64(len);
       p->sadb_x_policy_exttype = SADB_X_EXT_POLICY;
       p->sadb_x_policy_type = type;
       p->sadb_x_policy_dir = dir;
       p->sadb_x_policy_id = id;

       return m;
}

/* %%% utilities */
/*
* copy a buffer into the new buffer allocated.
*/
static void *
key_newbuf(const void *src, u_int len)
{
       void *new;

       new = kmem_alloc(len, KM_SLEEP);
       memcpy(new, src, len);

       return new;
}

/* compare my own address
* OUT: 1: true, i.e. my address.
*      0: false
*/
int
key_ismyaddr(const struct sockaddr *sa)
{
#ifdef INET
       const struct sockaddr_in *sin;
       const struct in_ifaddr *ia;
       int s;
#endif

       KASSERT(sa != NULL);

       switch (sa->sa_family) {
#ifdef INET
       case AF_INET:
               sin = (const struct sockaddr_in *)sa;
               s = pserialize_read_enter();
               IN_ADDRLIST_READER_FOREACH(ia) {
                       if (sin->sin_family == ia->ia_addr.sin_family &&
                           sin->sin_len == ia->ia_addr.sin_len &&
                           sin->sin_addr.s_addr == ia->ia_addr.sin_addr.s_addr)
                       {
                               pserialize_read_exit(s);
                               return 1;
                       }
               }
               pserialize_read_exit(s);
               break;
#endif
#ifdef INET6
       case AF_INET6:
               return key_ismyaddr6((const struct sockaddr_in6 *)sa);
#endif
       }

       return 0;
}

#ifdef INET6
/*
* compare my own address for IPv6.
* 1: ours
* 0: other
* NOTE: derived ip6_input() in KAME. This is necessary to modify more.
*/
#include <netinet6/in6_var.h>

static int
key_ismyaddr6(const struct sockaddr_in6 *sin6)
{
       struct in6_ifaddr *ia;
       int s;
       struct psref psref;
       int bound;
       int ours = 1;

       bound = curlwp_bind();
       s = pserialize_read_enter();
       IN6_ADDRLIST_READER_FOREACH(ia) {
               if (key_sockaddr_match((const struct sockaddr *)&sin6,
                   (const struct sockaddr *)&ia->ia_addr, 0)) {
                       pserialize_read_exit(s);
                       goto ours;
               }

               if (IN6_IS_ADDR_MULTICAST(&sin6->sin6_addr)) {
                       bool ingroup;

                       ia6_acquire(ia, &psref);
                       pserialize_read_exit(s);

                       /*
                        * XXX Multicast
                        * XXX why do we care about multlicast here while we don't care
                        * about IPv4 multicast??
                        * XXX scope
                        */
                       ingroup = in6_multi_group(&sin6->sin6_addr, ia->ia_ifp);
                       if (ingroup) {
                               ia6_release(ia, &psref);
                               goto ours;
                       }

                       s = pserialize_read_enter();
                       ia6_release(ia, &psref);
               }

       }
       pserialize_read_exit(s);

       /* loopback, just for safety */
       if (IN6_IS_ADDR_LOOPBACK(&sin6->sin6_addr))
               goto ours;

       ours = 0;
ours:
       curlwp_bindx(bound);

       return ours;
}
#endif /*INET6*/

/*
* compare two secasindex structure.
* flag can specify to compare 2 saidxes.
* compare two secasindex structure without both mode and reqid.
* don't compare port.
* IN:
*      saidx0: source, it can be in SAD.
*      saidx1: object.
* OUT:
*      1 : equal
*      0 : not equal
*/
static int
key_saidx_match(
       const struct secasindex *saidx0,
       const struct secasindex *saidx1,
       int flag)
{
       int chkport;
       const struct sockaddr *sa0src, *sa0dst, *sa1src, *sa1dst;

       KASSERT(saidx0 != NULL);
       KASSERT(saidx1 != NULL);

       /* sanity */
       if (saidx0->proto != saidx1->proto)
               return 0;

       if (flag == CMP_EXACTLY) {
               if (saidx0->mode != saidx1->mode)
                       return 0;
               if (saidx0->reqid != saidx1->reqid)
                       return 0;
               if (memcmp(&saidx0->src, &saidx1->src, saidx0->src.sa.sa_len) != 0 ||
                   memcmp(&saidx0->dst, &saidx1->dst, saidx0->dst.sa.sa_len) != 0)
                       return 0;
       } else {

               /* CMP_MODE_REQID, CMP_REQID, CMP_HEAD */
               if (flag == CMP_MODE_REQID ||flag == CMP_REQID) {
                       /*
                        * If reqid of SPD is non-zero, unique SA is required.
                        * The result must be of same reqid in this case.
                        */
                       if (saidx1->reqid != 0 && saidx0->reqid != saidx1->reqid)
                               return 0;
               }

               if (flag == CMP_MODE_REQID) {
                       if (saidx0->mode != IPSEC_MODE_ANY &&
                           saidx0->mode != saidx1->mode)
                               return 0;
               }


               sa0src = &saidx0->src.sa;
               sa0dst = &saidx0->dst.sa;
               sa1src = &saidx1->src.sa;
               sa1dst = &saidx1->dst.sa;
               /*
                * If NAT-T is enabled, check ports for tunnel mode.
                * For ipsecif(4), check ports for transport mode, too.
                * Don't check ports if they are set to zero
                * in the SPD: This means we have a non-generated
                * SPD which can't know UDP ports.
                */
               if (saidx1->mode == IPSEC_MODE_TUNNEL ||
                   saidx1->mode == IPSEC_MODE_TRANSPORT)
                       chkport = PORT_LOOSE;
               else
                       chkport = PORT_NONE;

               if (!key_sockaddr_match(sa0src, sa1src, chkport)) {
                       return 0;
               }
               if (!key_sockaddr_match(sa0dst, sa1dst, chkport)) {
                       return 0;
               }
       }

       return 1;
}

/*
* compare two secindex structure exactly.
* IN:
*      spidx0: source, it is often in SPD.
*      spidx1: object, it is often from PFKEY message.
* OUT:
*      1 : equal
*      0 : not equal
*/
static int
key_spidx_match_exactly(
       const struct secpolicyindex *spidx0,
       const struct secpolicyindex *spidx1)
{

       KASSERT(spidx0 != NULL);
       KASSERT(spidx1 != NULL);

       /* sanity */
       if (spidx0->prefs != spidx1->prefs ||
           spidx0->prefd != spidx1->prefd ||
           spidx0->ul_proto != spidx1->ul_proto)
               return 0;

       return key_sockaddr_match(&spidx0->src.sa, &spidx1->src.sa, PORT_STRICT) &&
              key_sockaddr_match(&spidx0->dst.sa, &spidx1->dst.sa, PORT_STRICT);
}

/*
* compare two secindex structure with mask.
* IN:
*      spidx0: source, it is often in SPD.
*      spidx1: object, it is often from IP header.
* OUT:
*      1 : equal
*      0 : not equal
*/
static int
key_spidx_match_withmask(
       const struct secpolicyindex *spidx0,
       const struct secpolicyindex *spidx1)
{

       KASSERT(spidx0 != NULL);
       KASSERT(spidx1 != NULL);

       if (spidx0->src.sa.sa_family != spidx1->src.sa.sa_family ||
           spidx0->dst.sa.sa_family != spidx1->dst.sa.sa_family ||
           spidx0->src.sa.sa_len != spidx1->src.sa.sa_len ||
           spidx0->dst.sa.sa_len != spidx1->dst.sa.sa_len) {
               KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, ".sa wrong\n");
               return 0;
       }

       /* if spidx.ul_proto == IPSEC_ULPROTO_ANY, ignore. */
       if (spidx0->ul_proto != (u_int16_t)IPSEC_ULPROTO_ANY &&
           spidx0->ul_proto != spidx1->ul_proto) {
               KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "proto wrong\n");
               return 0;
       }

       switch (spidx0->src.sa.sa_family) {
       case AF_INET:
               if (spidx0->src.sin.sin_port != IPSEC_PORT_ANY &&
                   spidx0->src.sin.sin_port != spidx1->src.sin.sin_port) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v4 src port wrong\n");
                       return 0;
               }
               if (!key_bb_match_withmask(&spidx0->src.sin.sin_addr,
                                          &spidx1->src.sin.sin_addr, spidx0->prefs)) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v4 src addr wrong\n");
                       return 0;
               }
               break;
       case AF_INET6:
               if (spidx0->src.sin6.sin6_port != IPSEC_PORT_ANY &&
                   spidx0->src.sin6.sin6_port != spidx1->src.sin6.sin6_port) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v6 src port wrong\n");
                       return 0;
               }
               /*
                * scope_id check. if sin6_scope_id is 0, we regard it
                * as a wildcard scope, which matches any scope zone ID.
                */
               if (spidx0->src.sin6.sin6_scope_id &&
                   spidx1->src.sin6.sin6_scope_id &&
                   spidx0->src.sin6.sin6_scope_id != spidx1->src.sin6.sin6_scope_id) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v6 src scope wrong\n");
                       return 0;
               }
               if (!key_bb_match_withmask(&spidx0->src.sin6.sin6_addr,
                   &spidx1->src.sin6.sin6_addr, spidx0->prefs)) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v6 src addr wrong\n");
                       return 0;
               }
               break;
       default:
               /* XXX */
               if (memcmp(&spidx0->src, &spidx1->src, spidx0->src.sa.sa_len) != 0) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "src memcmp wrong\n");
                       return 0;
               }
               break;
       }

       switch (spidx0->dst.sa.sa_family) {
       case AF_INET:
               if (spidx0->dst.sin.sin_port != IPSEC_PORT_ANY &&
                   spidx0->dst.sin.sin_port != spidx1->dst.sin.sin_port) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v4 dst port wrong\n");
                       return 0;
               }
               if (!key_bb_match_withmask(&spidx0->dst.sin.sin_addr,
                   &spidx1->dst.sin.sin_addr, spidx0->prefd)) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v4 dst addr wrong\n");
                       return 0;
               }
               break;
       case AF_INET6:
               if (spidx0->dst.sin6.sin6_port != IPSEC_PORT_ANY &&
                   spidx0->dst.sin6.sin6_port != spidx1->dst.sin6.sin6_port) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v6 dst port wrong\n");
                       return 0;
               }
               /*
                * scope_id check. if sin6_scope_id is 0, we regard it
                * as a wildcard scope, which matches any scope zone ID.
                */
               if (spidx0->src.sin6.sin6_scope_id &&
                   spidx1->src.sin6.sin6_scope_id &&
                   spidx0->dst.sin6.sin6_scope_id != spidx1->dst.sin6.sin6_scope_id) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "DP v6 dst scope wrong\n");
                       return 0;
               }
               if (!key_bb_match_withmask(&spidx0->dst.sin6.sin6_addr,
                   &spidx1->dst.sin6.sin6_addr, spidx0->prefd)) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "v6 dst addr wrong\n");
                       return 0;
               }
               break;
       default:
               /* XXX */
               if (memcmp(&spidx0->dst, &spidx1->dst, spidx0->dst.sa.sa_len) != 0) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH, "dst memcmp wrong\n");
                       return 0;
               }
               break;
       }

       /* XXX Do we check other field ?  e.g. flowinfo */

       return 1;
}

/* returns 0 on match */
static int
key_portcomp(in_port_t port1, in_port_t port2, int howport)
{
       switch (howport) {
       case PORT_NONE:
               return 0;
       case PORT_LOOSE:
               if (port1 == 0 || port2 == 0)
                       return 0;
               /*FALLTHROUGH*/
       case PORT_STRICT:
               if (port1 != port2) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "port fail %d != %d\n", ntohs(port1), ntohs(port2));
                       return 1;
               }
               return 0;
       default:
               KASSERT(0);
               return 1;
       }
}

/* returns 1 on match */
static int
key_sockaddr_match(
       const struct sockaddr *sa1,
       const struct sockaddr *sa2,
       int howport)
{
       const struct sockaddr_in *sin1, *sin2;
       const struct sockaddr_in6 *sin61, *sin62;
       char s1[IPSEC_ADDRSTRLEN], s2[IPSEC_ADDRSTRLEN];

       if (sa1->sa_family != sa2->sa_family || sa1->sa_len != sa2->sa_len) {
               KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                   "fam/len fail %d != %d || %d != %d\n",
                       sa1->sa_family, sa2->sa_family, sa1->sa_len,
                       sa2->sa_len);
               return 0;
       }

       switch (sa1->sa_family) {
       case AF_INET:
               if (sa1->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in)) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "len fail %d != %zu\n",
                           sa1->sa_len, sizeof(struct sockaddr_in));
                       return 0;
               }
               sin1 = (const struct sockaddr_in *)sa1;
               sin2 = (const struct sockaddr_in *)sa2;
               if (sin1->sin_addr.s_addr != sin2->sin_addr.s_addr) {
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                           "addr fail %s != %s\n",
                           (in_print(s1, sizeof(s1), &sin1->sin_addr), s1),
                           (in_print(s2, sizeof(s2), &sin2->sin_addr), s2));
                       return 0;
               }
               if (key_portcomp(sin1->sin_port, sin2->sin_port, howport)) {
                       return 0;
               }
               KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_MATCH,
                   "addr success %s[%d] == %s[%d]\n",
                   (in_print(s1, sizeof(s1), &sin1->sin_addr), s1),
                   ntohs(sin1->sin_port),
                   (in_print(s2, sizeof(s2), &sin2->sin_addr), s2),
                   ntohs(sin2->sin_port));
               break;
       case AF_INET6:
               sin61 = (const struct sockaddr_in6 *)sa1;
               sin62 = (const struct sockaddr_in6 *)sa2;
               if (sa1->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6))
                       return 0;       /*EINVAL*/

               if (sin61->sin6_scope_id != sin62->sin6_scope_id) {
                       return 0;
               }
               if (!IN6_ARE_ADDR_EQUAL(&sin61->sin6_addr, &sin62->sin6_addr)) {
                       return 0;
               }
               if (key_portcomp(sin61->sin6_port, sin62->sin6_port, howport)) {
                       return 0;
               }
               break;
       default:
               if (memcmp(sa1, sa2, sa1->sa_len) != 0)
                       return 0;
               break;
       }

       return 1;
}

/*
* compare two buffers with mask.
* IN:
*      addr1: source
*      addr2: object
*      bits:  Number of bits to compare
* OUT:
*      1 : equal
*      0 : not equal
*/
static int
key_bb_match_withmask(const void *a1, const void *a2, u_int bits)
{
       const unsigned char *p1 = a1;
       const unsigned char *p2 = a2;

       /* XXX: This could be considerably faster if we compare a word
        * at a time, but it is complicated on LSB Endian machines */

       /* Handle null pointers */
       if (p1 == NULL || p2 == NULL)
               return (p1 == p2);

       while (bits >= 8) {
               if (*p1++ != *p2++)
                       return 0;
               bits -= 8;
       }

       if (bits > 0) {
               u_int8_t mask = ~((1<<(8-bits))-1);
               if ((*p1 & mask) != (*p2 & mask))
                       return 0;
       }
       return 1;       /* Match! */
}

static void
key_timehandler_spd(void)
{
       u_int dir;
       struct secpolicy *sp;
       volatile time_t now;

       for (dir = 0; dir < IPSEC_DIR_MAX; dir++) {
           retry:
               mutex_enter(&key_spd.lock);
               /*
                * To avoid for sp->created to overtake "now" because of
                * waiting mutex, set time_uptime here.
                */
               now = time_uptime;
               SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir) {
                       KASSERTMSG(sp->state != IPSEC_SPSTATE_DEAD,
                           "sp->state=%u", sp->state);

                       if (sp->lifetime == 0 && sp->validtime == 0)
                               continue;

                       if ((sp->lifetime && now - sp->created > sp->lifetime) ||
                           (sp->validtime && now - sp->lastused > sp->validtime)) {
                               key_unlink_sp(sp);
                               mutex_exit(&key_spd.lock);
                               key_spdexpire(sp);
                               key_destroy_sp(sp);
                               goto retry;
                       }
               }
               mutex_exit(&key_spd.lock);
       }

   retry_socksplist:
       mutex_enter(&key_spd.lock);
       SOCKSPLIST_WRITER_FOREACH(sp) {
               if (sp->state != IPSEC_SPSTATE_DEAD)
                       continue;

               key_unlink_sp(sp);
               mutex_exit(&key_spd.lock);
               key_destroy_sp(sp);
               goto retry_socksplist;
       }
       mutex_exit(&key_spd.lock);
}

static void
key_timehandler_sad(void)
{
       struct secashead *sah;
       int s;
       volatile time_t now;

restart:
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah) {
               /* If sah has been dead and has no sav, then delete it */
               if (sah->state == SADB_SASTATE_DEAD &&
                   !key_sah_has_sav(sah)) {
                       key_unlink_sah(sah);
                       mutex_exit(&key_sad.lock);
                       key_destroy_sah(sah);
                       goto restart;
               }
       }
       mutex_exit(&key_sad.lock);

       s = pserialize_read_enter();
       SAHLIST_READER_FOREACH(sah) {
               struct secasvar *sav;

               key_sah_ref(sah);
               pserialize_read_exit(s);

               /* if LARVAL entry doesn't become MATURE, delete it. */
               mutex_enter(&key_sad.lock);
       restart_sav_LARVAL:
               /*
                * Same as key_timehandler_spd(), set time_uptime here.
                */
               now = time_uptime;
               SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, SADB_SASTATE_LARVAL) {
                       if (now - sav->created > key_larval_lifetime) {
                               key_sa_chgstate(sav, SADB_SASTATE_DEAD);
                               goto restart_sav_LARVAL;
                       }
               }
               mutex_exit(&key_sad.lock);

               /*
                * check MATURE entry to start to send expire message
                * whether or not.
                */
       restart_sav_MATURE:
               mutex_enter(&key_sad.lock);
               /*
                * ditto
                */
               now = time_uptime;
               SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, SADB_SASTATE_MATURE) {
                       /* we don't need to check. */
                       if (sav->lft_s == NULL)
                               continue;

                       /* sanity check */
                       KASSERT(sav->lft_c != NULL);

                       /* check SOFT lifetime */
                       if (sav->lft_s->sadb_lifetime_addtime != 0 &&
                           now - sav->created > sav->lft_s->sadb_lifetime_addtime) {
                               /*
                                * check SA to be used whether or not.
                                * when SA hasn't been used, delete it.
                                */
                               if (sav->lft_c->sadb_lifetime_usetime == 0) {
                                       key_sa_chgstate(sav, SADB_SASTATE_DEAD);
                                       mutex_exit(&key_sad.lock);
                               } else {
                                       key_sa_chgstate(sav, SADB_SASTATE_DYING);
                                       mutex_exit(&key_sad.lock);
                                       /*
                                        * XXX If we keep to send expire
                                        * message in the status of
                                        * DYING. Do remove below code.
                                        */
                                       key_expire(sav);
                               }
                               goto restart_sav_MATURE;
                       }
                       /* check SOFT lifetime by bytes */
                       /*
                        * XXX I don't know the way to delete this SA
                        * when new SA is installed.  Caution when it's
                        * installed too big lifetime by time.
                        */
                       else {
                               uint64_t lft_c_bytes = 0;
                               lifetime_counters_t sum = {0};

                               percpu_foreach_xcall(sav->lft_c_counters_percpu,
                                   XC_HIGHPRI_IPL(IPL_SOFTNET),
                                   key_sum_lifetime_counters, sum);
                               lft_c_bytes = sum[LIFETIME_COUNTER_BYTES];

                               if (sav->lft_s->sadb_lifetime_bytes == 0 ||
                                   sav->lft_s->sadb_lifetime_bytes >= lft_c_bytes)
                                       continue;

                               key_sa_chgstate(sav, SADB_SASTATE_DYING);
                               mutex_exit(&key_sad.lock);
                               /*
                                * XXX If we keep to send expire
                                * message in the status of
                                * DYING. Do remove below code.
                                */
                               key_expire(sav);
                               goto restart_sav_MATURE;
                       }
               }
               mutex_exit(&key_sad.lock);

               /* check DYING entry to change status to DEAD. */
               mutex_enter(&key_sad.lock);
       restart_sav_DYING:
               /*
                * ditto
                */
               now = time_uptime;
               SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, SADB_SASTATE_DYING) {
                       /* we don't need to check. */
                       if (sav->lft_h == NULL)
                               continue;

                       /* sanity check */
                       KASSERT(sav->lft_c != NULL);

                       if (sav->lft_h->sadb_lifetime_addtime != 0 &&
                           now - sav->created > sav->lft_h->sadb_lifetime_addtime) {
                               key_sa_chgstate(sav, SADB_SASTATE_DEAD);
                               goto restart_sav_DYING;
                       }
#if 0   /* XXX Should we keep to send expire message until HARD lifetime ? */
                       else if (sav->lft_s != NULL
                             && sav->lft_s->sadb_lifetime_addtime != 0
                             && now - sav->created > sav->lft_s->sadb_lifetime_addtime) {
                               /*
                                * XXX: should be checked to be
                                * installed the valid SA.
                                */

                               /*
                                * If there is no SA then sending
                                * expire message.
                                */
                               key_expire(sav);
                       }
#endif
                       /* check HARD lifetime by bytes */
                       else {
                               uint64_t lft_c_bytes = 0;
                               lifetime_counters_t sum = {0};

                               percpu_foreach_xcall(sav->lft_c_counters_percpu,
                                   XC_HIGHPRI_IPL(IPL_SOFTNET),
                                   key_sum_lifetime_counters, sum);
                               lft_c_bytes = sum[LIFETIME_COUNTER_BYTES];

                               if (sav->lft_h->sadb_lifetime_bytes == 0 ||
                                   sav->lft_h->sadb_lifetime_bytes >= lft_c_bytes)
                                       continue;

                               key_sa_chgstate(sav, SADB_SASTATE_DEAD);
                               goto restart_sav_DYING;
                       }
               }
               mutex_exit(&key_sad.lock);

               /* delete entry in DEAD */
       restart_sav_DEAD:
               mutex_enter(&key_sad.lock);
               SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, SADB_SASTATE_DEAD) {
                       key_unlink_sav(sav);
                       mutex_exit(&key_sad.lock);
                       key_destroy_sav(sav);
                       goto restart_sav_DEAD;
               }
               mutex_exit(&key_sad.lock);

               s = pserialize_read_enter();
               key_sah_unref(sah);
       }
       pserialize_read_exit(s);
}

static void
key_timehandler_acq(void)
{
#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
       struct secacq *acq, *nextacq;
       volatile time_t now;

   restart:
       mutex_enter(&key_misc.lock);
       /*
        * Same as key_timehandler_spd(), set time_uptime here.
        */
       now = time_uptime;
       LIST_FOREACH_SAFE(acq, &key_misc.acqlist, chain, nextacq) {
               if (now - acq->created > key_blockacq_lifetime) {
                       LIST_REMOVE(acq, chain);
                       mutex_exit(&key_misc.lock);
                       kmem_free(acq, sizeof(*acq));
                       goto restart;
               }
       }
       mutex_exit(&key_misc.lock);
#endif
}

static void
key_timehandler_spacq(void)
{
#ifdef notyet
       struct secspacq *acq, *nextacq;
       time_t now = time_uptime;

       LIST_FOREACH_SAFE(acq, &key_misc.spacqlist, chain, nextacq) {
               if (now - acq->created > key_blockacq_lifetime) {
                       KASSERT(__LIST_CHAINED(acq));
                       LIST_REMOVE(acq, chain);
                       kmem_free(acq, sizeof(*acq));
               }
       }
#endif
}

static unsigned int key_timehandler_work_enqueued = 0;

/*
* time handler.
* scanning SPD and SAD to check status for each entries,
* and do to remove or to expire.
*/
static void
key_timehandler_work(struct work *wk, void *arg)
{

       /* We can allow enqueuing another work at this point */
       atomic_swap_uint(&key_timehandler_work_enqueued, 0);

       key_timehandler_spd();
       key_timehandler_sad();
       key_timehandler_acq();
       key_timehandler_spacq();

       key_acquire_sendup_pending_mbuf();

       /* do exchange to tick time !! */
       callout_reset(&key_timehandler_ch, hz, key_timehandler, NULL);

       return;
}

static void
key_timehandler(void *arg)
{

       /* Avoid enqueuing another work when one is already enqueued */
       if (atomic_swap_uint(&key_timehandler_work_enqueued, 1) == 1)
               return;

       workqueue_enqueue(key_timehandler_wq, &key_timehandler_wk, NULL);
}

u_long
key_random(void)
{
       u_long value;

       key_randomfill(&value, sizeof(value));
       return value;
}

void
key_randomfill(void *p, size_t l)
{

       cprng_fast(p, l);
}

/*
* map SADB_SATYPE_* to IPPROTO_*.
* if satype == SADB_SATYPE then satype is mapped to ~0.
* OUT:
*      0: invalid satype.
*/
static u_int16_t
key_satype2proto(u_int8_t satype)
{
       switch (satype) {
       case SADB_SATYPE_UNSPEC:
               return IPSEC_PROTO_ANY;
       case SADB_SATYPE_AH:
               return IPPROTO_AH;
       case SADB_SATYPE_ESP:
               return IPPROTO_ESP;
       case SADB_X_SATYPE_IPCOMP:
               return IPPROTO_IPCOMP;
       case SADB_X_SATYPE_TCPSIGNATURE:
               return IPPROTO_TCP;
       default:
               return 0;
       }
       /* NOTREACHED */
}

/*
* map IPPROTO_* to SADB_SATYPE_*
* OUT:
*      0: invalid protocol type.
*/
static u_int8_t
key_proto2satype(u_int16_t proto)
{
       switch (proto) {
       case IPPROTO_AH:
               return SADB_SATYPE_AH;
       case IPPROTO_ESP:
               return SADB_SATYPE_ESP;
       case IPPROTO_IPCOMP:
               return SADB_X_SATYPE_IPCOMP;
       case IPPROTO_TCP:
               return SADB_X_SATYPE_TCPSIGNATURE;
       default:
               return 0;
       }
       /* NOTREACHED */
}

static int
key_setsecasidx(int proto, int mode, int reqid,
   const struct sockaddr *src, const struct sockaddr *dst,
   struct secasindex * saidx)
{
       const union sockaddr_union *src_u = (const union sockaddr_union *)src;
       const union sockaddr_union *dst_u = (const union sockaddr_union *)dst;

       /* sa len safety check */
       if (key_checksalen(src_u) != 0)
               return -1;
       if (key_checksalen(dst_u) != 0)
               return -1;

       memset(saidx, 0, sizeof(*saidx));
       saidx->proto = proto;
       saidx->mode = mode;
       saidx->reqid = reqid;
       memcpy(&saidx->src, src_u, src_u->sa.sa_len);
       memcpy(&saidx->dst, dst_u, dst_u->sa.sa_len);

       key_porttosaddr(&((saidx)->src), 0);
       key_porttosaddr(&((saidx)->dst), 0);
       return 0;
}

static void
key_init_spidx_bymsghdr(struct secpolicyindex *spidx,
   const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       const struct sadb_address *src0, *dst0;
       const struct sockaddr *src, *dst;
       const struct sadb_x_policy *xpl0;

       src0 = mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC];
       dst0 = mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST];
       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);
       xpl0 = mhp->ext[SADB_X_EXT_POLICY];

       memset(spidx, 0, sizeof(*spidx));
       spidx->dir = xpl0->sadb_x_policy_dir;
       spidx->prefs = src0->sadb_address_prefixlen;
       spidx->prefd = dst0->sadb_address_prefixlen;
       spidx->ul_proto = src0->sadb_address_proto;
       /* XXX boundary check against sa_len */
       memcpy(&spidx->src, src, src->sa_len);
       memcpy(&spidx->dst, dst, dst->sa_len);
}

/* %%% PF_KEY */
/*
* SADB_GETSPI processing is to receive
*      <base, (SA2), src address, dst address, (SPI range)>
* from the IKMPd, to assign a unique spi value, to hang on the INBOUND
* tree with the status of LARVAL, and send
*      <base, SA(*), address(SD)>
* to the IKMPd.
*
* IN:  mhp: pointer to the pointer to each header.
* OUT: NULL if fail.
*      other if success, return pointer to the message to send.
*/
static int
key_api_getspi(struct socket *so, struct mbuf *m,
          const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *newsav;
       u_int8_t proto;
       u_int32_t spi;
       u_int8_t mode;
       u_int16_t reqid;
       int error;

       if (mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_SA2] != NULL) {
               const struct sadb_x_sa2 *sa2 = mhp->ext[SADB_X_EXT_SA2];
               mode = sa2->sadb_x_sa2_mode;
               reqid = sa2->sadb_x_sa2_reqid;
       } else {
               mode = IPSEC_MODE_ANY;
               reqid = 0;
       }

       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }


       error = key_setsecasidx(proto, mode, reqid, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* SPI allocation */
       spi = key_do_getnewspi(mhp->ext[SADB_EXT_SPIRANGE], &saidx);
       if (spi == 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* get a SA index */
       sah = key_getsah_ref(&saidx, CMP_REQID);
       if (sah == NULL) {
               /* create a new SA index */
               sah = key_newsah(&saidx);
               if (sah == NULL) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
                       return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
               }
       }

       /* get a new SA */
       /* XXX rewrite */
       newsav = KEY_NEWSAV(m, mhp, &error, proto);
       if (newsav == NULL) {
               key_sah_unref(sah);
               /* XXX don't free new SA index allocated in above. */
               return key_senderror(so, m, error);
       }

       /* set spi */
       newsav->spi = htonl(spi);

       /* Add to sah#savlist */
       key_init_sav(newsav);
       newsav->sah = sah;
       newsav->state = SADB_SASTATE_LARVAL;
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SAVLIST_WRITER_INSERT_TAIL(sah, SADB_SASTATE_LARVAL, newsav);
       mutex_exit(&key_sad.lock);
       key_validate_savlist(sah, SADB_SASTATE_LARVAL);

       key_sah_unref(sah);

#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
       /* delete the entry in key_misc.acqlist */
       if (mhp->msg->sadb_msg_seq != 0) {
               struct secacq *acq;
               mutex_enter(&key_misc.lock);
               acq = key_getacqbyseq(mhp->msg->sadb_msg_seq);
               if (acq != NULL) {
                       /* reset counter in order to deletion by timehandler. */
                       acq->created = time_uptime;
                       acq->count = 0;
               }
               mutex_exit(&key_misc.lock);
       }
#endif

   {
       struct mbuf *n, *nn;
       struct sadb_sa *m_sa;
       int off, len;

       CTASSERT(PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)) +
           PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_sa)) <= MCLBYTES);

       /* create new sadb_msg to reply. */
       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)) +
           PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_sa));

       n = key_alloc_mbuf_simple(len, M_WAITOK);
       n->m_len = len;
       n->m_next = NULL;
       off = 0;

       m_copydata(m, 0, sizeof(struct sadb_msg), mtod(n, char *) + off);
       off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));

       m_sa = (struct sadb_sa *)(mtod(n, char *) + off);
       m_sa->sadb_sa_len = PFKEY_UNIT64(sizeof(struct sadb_sa));
       m_sa->sadb_sa_exttype = SADB_EXT_SA;
       m_sa->sadb_sa_spi = htonl(spi);
       off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_sa));

       KASSERTMSG(off == len, "length inconsistency");

       n->m_next = key_gather_mbuf(m, mhp, 0, 2, SADB_EXT_ADDRESS_SRC,
           SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       KASSERT(n->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       n->m_pkthdr.len = 0;
       for (nn = n; nn; nn = nn->m_next)
               n->m_pkthdr.len += nn->m_len;

       key_fill_replymsg(n, newsav->seq);
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ONE);
   }
}

/*
* allocating new SPI
* called by key_api_getspi().
* OUT:
*      0:      failure.
*      others: success.
*/
static u_int32_t
key_do_getnewspi(const struct sadb_spirange *spirange,
                const struct secasindex *saidx)
{
       u_int32_t newspi;
       u_int32_t spmin, spmax;
       int count = key_spi_trycnt;

       /* set spi range to allocate */
       if (spirange != NULL) {
               spmin = spirange->sadb_spirange_min;
               spmax = spirange->sadb_spirange_max;
       } else {
               spmin = key_spi_minval;
               spmax = key_spi_maxval;
       }
       /* IPCOMP needs 2-byte SPI */
       if (saidx->proto == IPPROTO_IPCOMP) {
               u_int32_t t;
               if (spmin >= 0x10000)
                       spmin = 0xffff;
               if (spmax >= 0x10000)
                       spmax = 0xffff;
               if (spmin > spmax) {
                       t = spmin; spmin = spmax; spmax = t;
               }
       }

       if (spmin == spmax) {
               if (key_checkspidup(saidx, htonl(spmin))) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "SPI %u exists already.\n", spmin);
                       return 0;
               }

               count--; /* taking one cost. */
               newspi = spmin;

       } else {

               /* init SPI */
               newspi = 0;

               /* when requesting to allocate spi ranged */
               while (count--) {
                       /* generate pseudo-random SPI value ranged. */
                       newspi = spmin + (key_random() % (spmax - spmin + 1));

                       if (!key_checkspidup(saidx, htonl(newspi)))
                               break;
               }

               if (count == 0 || newspi == 0) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "to allocate spi is failed.\n");
                       return 0;
               }
       }

       /* statistics */
       keystat.getspi_count =
           (keystat.getspi_count + key_spi_trycnt - count) / 2;

       return newspi;
}

static int
key_handle_natt_info(struct secasvar *sav,
                    const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       const char *msg = "?" ;
       struct sadb_x_nat_t_type *type;
       struct sadb_x_nat_t_port *sport, *dport;
       struct sadb_address *iaddr, *raddr;
       struct sadb_x_nat_t_frag *frag;

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT] == NULL)
               return 0;

       if (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE] < sizeof(*type)) {
               msg = "TYPE";
               goto bad;
       }

       if (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT] < sizeof(*sport)) {
               msg = "SPORT";
               goto bad;
       }

       if (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT] < sizeof(*dport)) {
               msg = "DPORT";
               goto bad;
       }

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI] != NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "NAT-T OAi present\n");
               if (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI] < sizeof(*iaddr)) {
                       msg = "OAI";
                       goto bad;
               }
       }

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR] != NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "NAT-T OAr present\n");
               if (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR] < sizeof(*raddr)) {
                       msg = "OAR";
                       goto bad;
               }
       }

       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG] != NULL) {
           if (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG] < sizeof(*frag)) {
                   msg = "FRAG";
                   goto bad;
           }
       }

       type = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE];
       sport = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT];
       dport = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT];
       iaddr = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI];
       raddr = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR];
       frag = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG];

       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "type %d, sport = %d, dport = %d\n",
           type->sadb_x_nat_t_type_type,
           ntohs(sport->sadb_x_nat_t_port_port),
           ntohs(dport->sadb_x_nat_t_port_port));

       sav->natt_type = type->sadb_x_nat_t_type_type;
       key_porttosaddr(&sav->sah->saidx.src, sport->sadb_x_nat_t_port_port);
       key_porttosaddr(&sav->sah->saidx.dst, dport->sadb_x_nat_t_port_port);
       if (frag)
               sav->esp_frag = frag->sadb_x_nat_t_frag_fraglen;
       else
               sav->esp_frag = IP_MAXPACKET;

       return 0;
bad:
       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message %s\n", msg);
       __USE(msg);
       return -1;
}

/* Just update the IPSEC_NAT_T ports if present */
static int
key_set_natt_ports(union sockaddr_union *src, union sockaddr_union *dst,
                    const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAI] != NULL)
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "NAT-T OAi present\n");
       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_OAR] != NULL)
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "NAT-T OAr present\n");

       if ((mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE] != NULL) &&
           (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT] != NULL) &&
           (mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT] != NULL)) {
               struct sadb_x_nat_t_type *type;
               struct sadb_x_nat_t_port *sport;
               struct sadb_x_nat_t_port *dport;

               if ((mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE] < sizeof(*type)) ||
                   (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT] < sizeof(*sport)) ||
                   (mhp->extlen[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT] < sizeof(*dport))) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message\n");
                       return -1;
               }

               type = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE];
               sport = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT];
               dport = mhp->ext[SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT];

               key_porttosaddr(src, sport->sadb_x_nat_t_port_port);
               key_porttosaddr(dst, dport->sadb_x_nat_t_port_port);

               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "type %d, sport = %d, dport = %d\n",
                   type->sadb_x_nat_t_type_type,
                   ntohs(sport->sadb_x_nat_t_port_port),
                   ntohs(dport->sadb_x_nat_t_port_port));
       }

       return 0;
}


/*
* SADB_UPDATE processing
* receive
*   <base, SA, (SA2), (lifetime(HSC),) address(SD), (address(P),)
*       key(AE), (identity(SD),) (sensitivity)>
* from the ikmpd, and update a secasvar entry whose status is SADB_SASTATE_LARVAL.
* and send
*   <base, SA, (SA2), (lifetime(HSC),) address(SD), (address(P),)
*       (identity(SD),) (sensitivity)>
* to the ikmpd.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_update(struct socket *so, struct mbuf *m, const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_sa *sa0;
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav, *newsav, *oldsav;
       u_int16_t proto;
       u_int8_t mode;
       u_int16_t reqid;
       int error;

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_SA] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL ||
           (mhp->msg->sadb_msg_satype == SADB_SATYPE_ESP &&
            mhp->ext[SADB_EXT_KEY_ENCRYPT] == NULL) ||
           (mhp->msg->sadb_msg_satype == SADB_SATYPE_AH &&
            mhp->ext[SADB_EXT_KEY_AUTH] == NULL) ||
           (mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] != NULL &&
            mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_SOFT] == NULL) ||
           (mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] == NULL &&
            mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_SOFT] != NULL)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_SA] < sizeof(struct sadb_sa) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_SA2] != NULL) {
               const struct sadb_x_sa2 *sa2 = mhp->ext[SADB_X_EXT_SA2];
               mode = sa2->sadb_x_sa2_mode;
               reqid = sa2->sadb_x_sa2_reqid;
       } else {
               mode = IPSEC_MODE_ANY;
               reqid = 0;
       }
       /* XXX boundary checking for other extensions */

       sa0 = mhp->ext[SADB_EXT_SA];
       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       error = key_setsecasidx(proto, mode, reqid, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* get a SA header */
       sah = key_getsah_ref(&saidx, CMP_REQID);
       if (sah == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no SA index found.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOENT);
       }

       /* set spidx if there */
       /* XXX rewrite */
       error = key_setident(sah, m, mhp);
       if (error)
               goto error_sah;

       /* find a SA with sequence number. */
#ifdef IPSEC_DOSEQCHECK
       if (mhp->msg->sadb_msg_seq != 0) {
               sav = key_getsavbyseq(sah, mhp->msg->sadb_msg_seq);
               if (sav == NULL) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "no larval SA with sequence %u exists.\n",
                           mhp->msg->sadb_msg_seq);
                       error = ENOENT;
                       goto error_sah;
               }
       }
#else
       sav = key_getsavbyspi(sah, sa0->sadb_sa_spi);
       if (sav == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no such a SA found (spi:%u)\n",
                   (u_int32_t)ntohl(sa0->sadb_sa_spi));
               error = EINVAL;
               goto error_sah;
       }
#endif

       /* validity check */
       if (sav->sah->saidx.proto != proto) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "protocol mismatched (DB=%u param=%u)\n",
                   sav->sah->saidx.proto, proto);
               error = EINVAL;
               goto error;
       }
#ifdef IPSEC_DOSEQCHECK
       if (sav->spi != sa0->sadb_sa_spi) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "SPI mismatched (DB:%u param:%u)\n",
                   (u_int32_t)ntohl(sav->spi),
                   (u_int32_t)ntohl(sa0->sadb_sa_spi));
               error = EINVAL;
               goto error;
       }
#endif
       if (sav->pid != mhp->msg->sadb_msg_pid) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "pid mismatched (DB:%u param:%u)\n",
                   sav->pid, mhp->msg->sadb_msg_pid);
               error = EINVAL;
               goto error;
       }

       /*
        * Allocate a new SA instead of modifying the existing SA directly
        * to avoid race conditions.
        */
       newsav = kmem_zalloc(sizeof(struct secasvar), KM_SLEEP);

       /* copy sav values */
       newsav->spi = sav->spi;
       newsav->seq = sav->seq;
       newsav->created = sav->created;
       newsav->pid = sav->pid;
       newsav->sah = sav->sah;
       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
           "DP from %s:%u update SA:%p to SA:%p spi=%#x proto=%d\n",
           __func__, __LINE__, sav, newsav,
           ntohl(newsav->spi), proto);

       error = key_setsaval(newsav, m, mhp);
       if (error) {
               kmem_free(newsav, sizeof(*newsav));
               goto error;
       }

       error = key_handle_natt_info(newsav, mhp);
       if (error != 0) {
               key_delsav(newsav);
               goto error;
       }

       error = key_init_xform(newsav);
       if (error != 0) {
               key_delsav(newsav);
               goto error;
       }

       /* Add to sah#savlist */
       key_init_sav(newsav);
       newsav->state = SADB_SASTATE_MATURE;
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SAVLIST_WRITER_INSERT_TAIL(sah, SADB_SASTATE_MATURE, newsav);
       SAVLUT_WRITER_INSERT_HEAD(newsav);
       mutex_exit(&key_sad.lock);
       key_validate_savlist(sah, SADB_SASTATE_MATURE);

       /*
        * We need to lookup and remove the sav atomically, so get it again
        * here by a special API while we have a reference to it.
        */
       oldsav = key_lookup_and_remove_sav(sah, sa0->sadb_sa_spi, sav);
       KASSERT(oldsav == NULL || oldsav == sav);
       /* We can release the reference because of oldsav */
       KEY_SA_UNREF(&sav);
       if (oldsav == NULL) {
               /* Someone has already removed the sav.  Nothing to do. */
       } else {
               key_wait_sav(oldsav);
               key_destroy_sav(oldsav);
               oldsav = NULL;
       }
       sav = NULL;

       key_sah_unref(sah);
       sah = NULL;

   {
       struct mbuf *n;

       /* set msg buf from mhp */
       n = key_getmsgbuf_x1(m, mhp);
       if (n == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
       }

       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
error:
       KEY_SA_UNREF(&sav);
error_sah:
       key_sah_unref(sah);
       return key_senderror(so, m, error);
}

/*
* search SAD with sequence for a SA which state is SADB_SASTATE_LARVAL.
* only called by key_api_update().
* OUT:
*      NULL    : not found
*      others  : found, pointer to a SA.
*/
#ifdef IPSEC_DOSEQCHECK
static struct secasvar *
key_getsavbyseq(struct secashead *sah, u_int32_t seq)
{
       struct secasvar *sav;
       u_int state;
       int s;

       state = SADB_SASTATE_LARVAL;

       /* search SAD with sequence number ? */
       s = pserialize_read_enter();
       SAVLIST_READER_FOREACH(sav, sah, state) {
               KEY_CHKSASTATE(state, sav->state);

               if (sav->seq == seq) {
                       SA_ADDREF(sav);
                       KEYDEBUG_PRINTF(KEYDEBUG_IPSEC_STAMP,
                           "DP cause refcnt++:%d SA:%p\n",
                           key_sa_refcnt(sav), sav);
                       break;
               }
       }
       pserialize_read_exit(s);

       return sav;
}
#endif

/*
* SADB_ADD processing
* add an entry to SA database, when received
*   <base, SA, (SA2), (lifetime(HSC),) address(SD), (address(P),)
*       key(AE), (identity(SD),) (sensitivity)>
* from the ikmpd,
* and send
*   <base, SA, (SA2), (lifetime(HSC),) address(SD), (address(P),)
*       (identity(SD),) (sensitivity)>
* to the ikmpd.
*
* IGNORE identity and sensitivity messages.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_add(struct socket *so, struct mbuf *m,
       const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_sa *sa0;
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *newsav;
       u_int16_t proto;
       u_int8_t mode;
       u_int16_t reqid;
       int error;

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_SA] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL ||
           (mhp->msg->sadb_msg_satype == SADB_SATYPE_ESP &&
            mhp->ext[SADB_EXT_KEY_ENCRYPT] == NULL) ||
           (mhp->msg->sadb_msg_satype == SADB_SATYPE_AH &&
            mhp->ext[SADB_EXT_KEY_AUTH] == NULL) ||
           (mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] != NULL &&
            mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_SOFT] == NULL) ||
           (mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_HARD] == NULL &&
            mhp->ext[SADB_EXT_LIFETIME_SOFT] != NULL)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_SA] < sizeof(struct sadb_sa) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address)) {
               /* XXX need more */
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->ext[SADB_X_EXT_SA2] != NULL) {
               const struct sadb_x_sa2 *sa2 = mhp->ext[SADB_X_EXT_SA2];
               mode = sa2->sadb_x_sa2_mode;
               reqid = sa2->sadb_x_sa2_reqid;
       } else {
               mode = IPSEC_MODE_ANY;
               reqid = 0;
       }

       sa0 = mhp->ext[SADB_EXT_SA];
       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       error = key_setsecasidx(proto, mode, reqid, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* get a SA header */
       sah = key_getsah_ref(&saidx, CMP_REQID);
       if (sah == NULL) {
               /* create a new SA header */
               sah = key_newsah(&saidx);
               if (sah == NULL) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
                       return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
               }
       }

       /* set spidx if there */
       /* XXX rewrite */
       error = key_setident(sah, m, mhp);
       if (error)
               goto error;

   {
       struct secasvar *sav;

       /* We can create new SA only if SPI is differenct. */
       sav = key_getsavbyspi(sah, sa0->sadb_sa_spi);
       if (sav != NULL) {
               KEY_SA_UNREF(&sav);
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "SA already exists.\n");
               error = EEXIST;
               goto error;
       }
   }

       /* create new SA entry. */
       newsav = KEY_NEWSAV(m, mhp, &error, proto);
       if (newsav == NULL)
               goto error;
       newsav->sah = sah;

       error = key_handle_natt_info(newsav, mhp);
       if (error != 0) {
               key_delsav(newsav);
               error = EINVAL;
               goto error;
       }

       error = key_init_xform(newsav);
       if (error != 0) {
               key_delsav(newsav);
               goto error;
       }

       /* Add to sah#savlist */
       key_init_sav(newsav);
       newsav->state = SADB_SASTATE_MATURE;
       mutex_enter(&key_sad.lock);
       SAVLIST_WRITER_INSERT_TAIL(sah, SADB_SASTATE_MATURE, newsav);
       SAVLUT_WRITER_INSERT_HEAD(newsav);
       mutex_exit(&key_sad.lock);
       key_validate_savlist(sah, SADB_SASTATE_MATURE);

       key_sah_unref(sah);
       sah = NULL;

       /*
        * don't call key_freesav() here, as we would like to keep the SA
        * in the database on success.
        */

   {
       struct mbuf *n;

       /* set msg buf from mhp */
       n = key_getmsgbuf_x1(m, mhp);
       if (n == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
       }

       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
error:
       key_sah_unref(sah);
       return key_senderror(so, m, error);
}

/* m is retained */
static int
key_setident(struct secashead *sah, struct mbuf *m,
            const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       const struct sadb_ident *idsrc, *iddst;
       int idsrclen, iddstlen;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(sah != NULL);
       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(mhp != NULL);
       KASSERT(mhp->msg != NULL);

       /*
        * Can be called with an existing sah from key_api_update().
        */
       if (sah->idents != NULL) {
               kmem_free(sah->idents, sah->idents_len);
               sah->idents = NULL;
               sah->idents_len = 0;
       }
       if (sah->identd != NULL) {
               kmem_free(sah->identd, sah->identd_len);
               sah->identd = NULL;
               sah->identd_len = 0;
       }

       /* don't make buffer if not there */
       if (mhp->ext[SADB_EXT_IDENTITY_SRC] == NULL &&
           mhp->ext[SADB_EXT_IDENTITY_DST] == NULL) {
               sah->idents = NULL;
               sah->identd = NULL;
               return 0;
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_IDENTITY_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_IDENTITY_DST] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid identity.\n");
               return EINVAL;
       }

       idsrc = mhp->ext[SADB_EXT_IDENTITY_SRC];
       iddst = mhp->ext[SADB_EXT_IDENTITY_DST];
       idsrclen = mhp->extlen[SADB_EXT_IDENTITY_SRC];
       iddstlen = mhp->extlen[SADB_EXT_IDENTITY_DST];

       /* validity check */
       if (idsrc->sadb_ident_type != iddst->sadb_ident_type) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "ident type mismatched src %u, dst %u.\n",
                   idsrc->sadb_ident_type, iddst->sadb_ident_type);
               /*
                * Some VPN appliances(e.g. NetScreen) can send different
                * identifier types on IDii and IDir, so be able to allow
                * such message.
                */
               if (!ipsec_allow_different_idtype) {
                       return EINVAL;
               }
       }

       switch (idsrc->sadb_ident_type) {
       case SADB_IDENTTYPE_PREFIX:
       case SADB_IDENTTYPE_FQDN:
       case SADB_IDENTTYPE_USERFQDN:
       default:
               /* XXX do nothing */
               sah->idents = NULL;
               sah->identd = NULL;
               return 0;
       }

       /* make structure */
       sah->idents = kmem_alloc(idsrclen, KM_SLEEP);
       sah->idents_len = idsrclen;
       sah->identd = kmem_alloc(iddstlen, KM_SLEEP);
       sah->identd_len = iddstlen;
       memcpy(sah->idents, idsrc, idsrclen);
       memcpy(sah->identd, iddst, iddstlen);

       return 0;
}

/*
* m will not be freed on return. It never return NULL.
* it is caller's responsibility to free the result.
*/
static struct mbuf *
key_getmsgbuf_x1(struct mbuf *m, const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct mbuf *n;

       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(mhp != NULL);
       KASSERT(mhp->msg != NULL);

       /* create new sadb_msg to reply. */
       n = key_gather_mbuf(m, mhp, 1, 15, SADB_EXT_RESERVED,
           SADB_EXT_SA, SADB_X_EXT_SA2,
           SADB_EXT_ADDRESS_SRC, SADB_EXT_ADDRESS_DST,
           SADB_EXT_LIFETIME_HARD, SADB_EXT_LIFETIME_SOFT,
           SADB_EXT_IDENTITY_SRC, SADB_EXT_IDENTITY_DST,
           SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE, SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT,
           SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT, SADB_X_EXT_NAT_T_OAI,
           SADB_X_EXT_NAT_T_OAR, SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG);

       KASSERT(n->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       mtod(n, struct sadb_msg *)->sadb_msg_errno = 0;
       mtod(n, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(n->m_pkthdr.len);

       return n;
}

static int key_delete_all (struct socket *, struct mbuf *,
                          const struct sadb_msghdr *, u_int16_t);

/*
* SADB_DELETE processing
* receive
*   <base, SA(*), address(SD)>
* from the ikmpd, and set SADB_SASTATE_DEAD,
* and send,
*   <base, SA(*), address(SD)>
* to the ikmpd.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_delete(struct socket *so, struct mbuf *m,
          const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_sa *sa0;
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav = NULL;
       u_int16_t proto;
       int error;

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_SA] == NULL) {
               /*
                * Caller wants us to delete all non-LARVAL SAs
                * that match the src/dst.  This is used during
                * IKE INITIAL-CONTACT.
                */
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "doing delete all.\n");
               return key_delete_all(so, m, mhp, proto);
       } else if (mhp->extlen[SADB_EXT_SA] < sizeof(struct sadb_sa)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       sa0 = mhp->ext[SADB_EXT_SA];
       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       error = key_setsecasidx(proto, IPSEC_MODE_ANY, 0, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* get a SA header */
       sah = key_getsah_ref(&saidx, CMP_HEAD);
       if (sah != NULL) {
               /* get a SA with SPI. */
               sav = key_lookup_and_remove_sav(sah, sa0->sadb_sa_spi, NULL);
               key_sah_unref(sah);
       }

       if (sav == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no SA found.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOENT);
       }

       key_wait_sav(sav);
       key_destroy_sav(sav);
       sav = NULL;

   {
       struct mbuf *n;

       /* create new sadb_msg to reply. */
       n = key_gather_mbuf(m, mhp, 1, 4, SADB_EXT_RESERVED,
           SADB_EXT_SA, SADB_EXT_ADDRESS_SRC, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       key_fill_replymsg(n, 0);
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
}

/*
* delete all SAs for src/dst.  Called from key_api_delete().
*/
static int
key_delete_all(struct socket *so, struct mbuf *m,
              const struct sadb_msghdr *mhp, u_int16_t proto)
{
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav;
       u_int state;
       int error;

       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       error = key_setsecasidx(proto, IPSEC_MODE_ANY, 0, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       sah = key_getsah_ref(&saidx, CMP_HEAD);
       if (sah != NULL) {
               /* Delete all non-LARVAL SAs. */
               SASTATE_ALIVE_FOREACH(state) {
                       if (state == SADB_SASTATE_LARVAL)
                               continue;
               restart:
                       mutex_enter(&key_sad.lock);
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                               sav->state = SADB_SASTATE_DEAD;
                               key_unlink_sav(sav);
                               mutex_exit(&key_sad.lock);
                               key_destroy_sav(sav);
                               goto restart;
                       }
                       mutex_exit(&key_sad.lock);
               }
               key_sah_unref(sah);
       }
   {
       struct mbuf *n;

       /* create new sadb_msg to reply. */
       n = key_gather_mbuf(m, mhp, 1, 3, SADB_EXT_RESERVED,
           SADB_EXT_ADDRESS_SRC, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       key_fill_replymsg(n, 0);
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ALL);
   }
}

/*
* SADB_GET processing
* receive
*   <base, SA(*), address(SD)>
* from the ikmpd, and get a SP and a SA to respond,
* and send,
*   <base, SA, (lifetime(HSC),) address(SD), (address(P),) key(AE),
*       (identity(SD),) (sensitivity)>
* to the ikmpd.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_get(struct socket *so, struct mbuf *m,
       const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_sa *sa0;
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       struct secasvar *sav = NULL;
       u_int16_t proto;
       int error;

       /* map satype to proto */
       if ((proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype)) == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_SA] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_SA] < sizeof(struct sadb_sa) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       sa0 = mhp->ext[SADB_EXT_SA];
       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       error = key_setsecasidx(proto, IPSEC_MODE_ANY, 0, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* get a SA header */
   {
       struct secashead *sah;
       int s = pserialize_read_enter();

       sah = key_getsah(&saidx, CMP_HEAD);
       if (sah != NULL) {
               /* get a SA with SPI. */
               sav = key_getsavbyspi(sah, sa0->sadb_sa_spi);
       }
       pserialize_read_exit(s);
   }
       if (sav == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "no SA found.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOENT);
       }

   {
       struct mbuf *n;
       u_int8_t satype;

       /* map proto to satype */
       satype = key_proto2satype(sav->sah->saidx.proto);
       if (satype == 0) {
               KEY_SA_UNREF(&sav);
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "there was invalid proto in SAD.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       /* create new sadb_msg to reply. */
       n = key_setdumpsa(sav, SADB_GET, satype, mhp->msg->sadb_msg_seq,
           mhp->msg->sadb_msg_pid);
       KEY_SA_UNREF(&sav);
       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_ONE);
   }
}

/* XXX make it sysctl-configurable? */
static void
key_getcomb_setlifetime(struct sadb_comb *comb)
{

       comb->sadb_comb_soft_allocations = 1;
       comb->sadb_comb_hard_allocations = 1;
       comb->sadb_comb_soft_bytes = 0;
       comb->sadb_comb_hard_bytes = 0;
       comb->sadb_comb_hard_addtime = 86400;   /* 1 day */
       comb->sadb_comb_soft_addtime = comb->sadb_comb_hard_addtime * 80 / 100;
       comb->sadb_comb_hard_usetime = 28800;   /* 8 hours */
       comb->sadb_comb_soft_usetime = comb->sadb_comb_hard_usetime * 80 / 100;
}

/*
* XXX reorder combinations by preference
* XXX no idea if the user wants ESP authentication or not
*/
static struct mbuf *
key_getcomb_esp(int mflag)
{
       struct sadb_comb *comb;
       const struct enc_xform *algo;
       struct mbuf *result = NULL, *m, *n;
       int encmin;
       int i, off, o;
       int totlen;
       const int l = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_comb));

       m = NULL;
       for (i = 1; i <= SADB_EALG_MAX; i++) {
               algo = esp_algorithm_lookup(i);
               if (algo == NULL)
                       continue;

               /* discard algorithms with key size smaller than system min */
               if (_BITS(algo->maxkey) < ipsec_esp_keymin)
                       continue;
               if (_BITS(algo->minkey) < ipsec_esp_keymin)
                       encmin = ipsec_esp_keymin;
               else
                       encmin = _BITS(algo->minkey);

               if (ipsec_esp_auth)
                       m = key_getcomb_ah(mflag);
               else {
                       KASSERTMSG(l <= MLEN,
                           "l=%u > MLEN=%lu", l, (u_long) MLEN);
                       MGET(m, mflag, MT_DATA);
                       if (m) {
                               m_align(m, l);
                               m->m_len = l;
                               m->m_next = NULL;
                               memset(mtod(m, void *), 0, m->m_len);
                       }
               }
               if (!m)
                       goto fail;

               totlen = 0;
               for (n = m; n; n = n->m_next)
                       totlen += n->m_len;
               KASSERTMSG((totlen % l) == 0, "totlen=%u, l=%u", totlen, l);

               for (off = 0; off < totlen; off += l) {
                       n = m_pulldown(m, off, l, &o);
                       if (!n) {
                               /* m is already freed */
                               goto fail;
                       }
                       comb = (struct sadb_comb *)(mtod(n, char *) + o);
                       memset(comb, 0, sizeof(*comb));
                       key_getcomb_setlifetime(comb);
                       comb->sadb_comb_encrypt = i;
                       comb->sadb_comb_encrypt_minbits = encmin;
                       comb->sadb_comb_encrypt_maxbits = _BITS(algo->maxkey);
               }

               if (!result)
                       result = m;
               else
                       m_cat(result, m);
       }

       return result;

fail:
       m_freem(result);
       return NULL;
}

static void
key_getsizes_ah(const struct auth_hash *ah, int alg,
               u_int16_t* ksmin, u_int16_t* ksmax)
{
       *ksmin = *ksmax = ah->keysize;
       if (ah->keysize == 0) {
               /*
                * Transform takes arbitrary key size but algorithm
                * key size is restricted.  Enforce this here.
                */
               switch (alg) {
               case SADB_X_AALG_MD5:   *ksmin = *ksmax = 16; break;
               case SADB_X_AALG_SHA:   *ksmin = *ksmax = 20; break;
               case SADB_X_AALG_NULL:  *ksmin = 0; *ksmax = 256; break;
               default:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "unknown AH algorithm %u\n", alg);
                       break;
               }
       }
}

/*
* XXX reorder combinations by preference
*/
static struct mbuf *
key_getcomb_ah(int mflag)
{
       struct sadb_comb *comb;
       const struct auth_hash *algo;
       struct mbuf *m;
       u_int16_t minkeysize, maxkeysize;
       int i;
       const int l = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_comb));

       m = NULL;
       for (i = 1; i <= SADB_AALG_MAX; i++) {
#if 1
               /* we prefer HMAC algorithms, not old algorithms */
               if (i != SADB_AALG_SHA1HMAC &&
                   i != SADB_AALG_MD5HMAC &&
                   i != SADB_X_AALG_SHA2_256 &&
                   i != SADB_X_AALG_SHA2_384 &&
                   i != SADB_X_AALG_SHA2_512)
                       continue;
#endif
               algo = ah_algorithm_lookup(i);
               if (!algo)
                       continue;
               key_getsizes_ah(algo, i, &minkeysize, &maxkeysize);
               /* discard algorithms with key size smaller than system min */
               if (_BITS(minkeysize) < ipsec_ah_keymin)
                       continue;

               if (!m) {
                       KASSERTMSG(l <= MLEN,
                           "l=%u > MLEN=%lu", l, (u_long) MLEN);
                       MGET(m, mflag, MT_DATA);
                       if (m) {
                               m_align(m, l);
                               m->m_len = l;
                               m->m_next = NULL;
                       }
               } else
                       M_PREPEND(m, l, mflag);
               if (!m)
                       return NULL;

               if (m->m_len < sizeof(struct sadb_comb)) {
                       m = m_pullup(m, sizeof(struct sadb_comb));
                       if (m == NULL)
                               return NULL;
               }

               comb = mtod(m, struct sadb_comb *);
               memset(comb, 0, sizeof(*comb));
               key_getcomb_setlifetime(comb);
               comb->sadb_comb_auth = i;
               comb->sadb_comb_auth_minbits = _BITS(minkeysize);
               comb->sadb_comb_auth_maxbits = _BITS(maxkeysize);
       }

       return m;
}

/*
* not really an official behavior.  discussed in [email protected] in Sep2000.
* XXX reorder combinations by preference
*/
static struct mbuf *
key_getcomb_ipcomp(int mflag)
{
       struct sadb_comb *comb;
       const struct comp_algo *algo;
       struct mbuf *m;
       int i;
       const int l = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_comb));

       m = NULL;
       for (i = 1; i <= SADB_X_CALG_MAX; i++) {
               algo = ipcomp_algorithm_lookup(i);
               if (!algo)
                       continue;

               if (!m) {
                       KASSERTMSG(l <= MLEN,
                           "l=%u > MLEN=%lu", l, (u_long) MLEN);
                       MGET(m, mflag, MT_DATA);
                       if (m) {
                               m_align(m, l);
                               m->m_len = l;
                               m->m_next = NULL;
                       }
               } else
                       M_PREPEND(m, l, mflag);
               if (!m)
                       return NULL;

               if (m->m_len < sizeof(struct sadb_comb)) {
                       m = m_pullup(m, sizeof(struct sadb_comb));
                       if (m == NULL)
                               return NULL;
               }

               comb = mtod(m, struct sadb_comb *);
               memset(comb, 0, sizeof(*comb));
               key_getcomb_setlifetime(comb);
               comb->sadb_comb_encrypt = i;
               /* what should we set into sadb_comb_*_{min,max}bits? */
       }

       return m;
}

/*
* XXX no way to pass mode (transport/tunnel) to userland
* XXX replay checking?
* XXX sysctl interface to ipsec_{ah,esp}_keymin
*/
static struct mbuf *
key_getprop(const struct secasindex *saidx, int mflag)
{
       struct sadb_prop *prop;
       struct mbuf *m, *n;
       const int l = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_prop));
       int totlen;

       switch (saidx->proto)  {
       case IPPROTO_ESP:
               m = key_getcomb_esp(mflag);
               break;
       case IPPROTO_AH:
               m = key_getcomb_ah(mflag);
               break;
       case IPPROTO_IPCOMP:
               m = key_getcomb_ipcomp(mflag);
               break;
       default:
               return NULL;
       }

       if (!m)
               return NULL;
       M_PREPEND(m, l, mflag);
       if (!m)
               return NULL;

       totlen = 0;
       for (n = m; n; n = n->m_next)
               totlen += n->m_len;

       prop = mtod(m, struct sadb_prop *);
       memset(prop, 0, sizeof(*prop));
       prop->sadb_prop_len = PFKEY_UNIT64(totlen);
       prop->sadb_prop_exttype = SADB_EXT_PROPOSAL;
       prop->sadb_prop_replay = 32;    /* XXX */

       return m;
}

/*
* SADB_ACQUIRE processing called by key_checkrequest() and key_api_acquire().
* send
*   <base, SA, address(SD), (address(P)), x_policy,
*       (identity(SD),) (sensitivity,) proposal>
* to KMD, and expect to receive
*   <base> with SADB_ACQUIRE if error occurred,
* or
*   <base, src address, dst address, (SPI range)> with SADB_GETSPI
* from KMD by PF_KEY.
*
* XXX x_policy is outside of RFC2367 (KAME extension).
* XXX sensitivity is not supported.
* XXX for ipcomp, RFC2367 does not define how to fill in proposal.
* see comment for key_getcomb_ipcomp().
*
* OUT:
*    0     : succeed
*    others: error number
*/
static int
key_acquire(const struct secasindex *saidx, const struct secpolicy *sp, int mflag)
{
       struct mbuf *result = NULL, *m;
#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
       struct secacq *newacq;
#endif
       u_int8_t satype;
       int error = -1;
       u_int32_t seq;

       /* sanity check */
       KASSERT(saidx != NULL);
       satype = key_proto2satype(saidx->proto);
       KASSERTMSG(satype != 0, "null satype, protocol %u", saidx->proto);

#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
       /*
        * We never do anything about acquiring SA.  There is another
        * solution that kernel blocks to send SADB_ACQUIRE message until
        * getting something message from IKEd.  In later case, to be
        * managed with ACQUIRING list.
        */
       /* Get an entry to check whether sending message or not. */
       mutex_enter(&key_misc.lock);
       newacq = key_getacq(saidx);
       if (newacq != NULL) {
               if (key_blockacq_count < newacq->count) {
                       /* reset counter and do send message. */
                       newacq->count = 0;
               } else {
                       /* increment counter and do nothing. */
                       newacq->count++;
                       mutex_exit(&key_misc.lock);
                       return 0;
               }
       } else {
               /* make new entry for blocking to send SADB_ACQUIRE. */
               newacq = key_newacq(saidx);
               if (newacq == NULL) {
                       mutex_exit(&key_misc.lock);
                       return ENOBUFS;
               }

               /* add to key_misc.acqlist */
               LIST_INSERT_HEAD(&key_misc.acqlist, newacq, chain);
       }

       seq = newacq->seq;
       mutex_exit(&key_misc.lock);
#else
       seq = (acq_seq = (acq_seq == ~0 ? 1 : ++acq_seq));
#endif
       m = key_setsadbmsg(SADB_ACQUIRE, 0, satype, seq, 0, 0, mflag);
       if (!m) {
               error = ENOBUFS;
               goto fail;
       }
       result = m;

       /* set sadb_address for saidx's. */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_SRC, &saidx->src.sa, FULLMASK,
           IPSEC_ULPROTO_ANY, mflag);
       if (!m) {
               error = ENOBUFS;
               goto fail;
       }
       m_cat(result, m);

       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_DST, &saidx->dst.sa, FULLMASK,
           IPSEC_ULPROTO_ANY, mflag);
       if (!m) {
               error = ENOBUFS;
               goto fail;
       }
       m_cat(result, m);

       /* XXX proxy address (optional) */

       /* set sadb_x_policy */
       if (sp) {
               m = key_setsadbxpolicy(sp->policy, sp->spidx.dir, sp->id,
                   mflag);
               if (!m) {
                       error = ENOBUFS;
                       goto fail;
               }
               m_cat(result, m);
       }

       /* XXX identity (optional) */
#if 0
       if (idexttype && fqdn) {
               /* create identity extension (FQDN) */
               struct sadb_ident *id;
               int fqdnlen;

               fqdnlen = strlen(fqdn) + 1;     /* +1 for terminating-NUL */
               id = (struct sadb_ident *)p;
               memset(id, 0, sizeof(*id) + PFKEY_ALIGN8(fqdnlen));
               id->sadb_ident_len = PFKEY_UNIT64(sizeof(*id) + PFKEY_ALIGN8(fqdnlen));
               id->sadb_ident_exttype = idexttype;
               id->sadb_ident_type = SADB_IDENTTYPE_FQDN;
               memcpy(id + 1, fqdn, fqdnlen);
               p += sizeof(struct sadb_ident) + PFKEY_ALIGN8(fqdnlen);
       }

       if (idexttype) {
               /* create identity extension (USERFQDN) */
               struct sadb_ident *id;
               int userfqdnlen;

               if (userfqdn) {
                       /* +1 for terminating-NUL */
                       userfqdnlen = strlen(userfqdn) + 1;
               } else
                       userfqdnlen = 0;
               id = (struct sadb_ident *)p;
               memset(id, 0, sizeof(*id) + PFKEY_ALIGN8(userfqdnlen));
               id->sadb_ident_len = PFKEY_UNIT64(sizeof(*id) + PFKEY_ALIGN8(userfqdnlen));
               id->sadb_ident_exttype = idexttype;
               id->sadb_ident_type = SADB_IDENTTYPE_USERFQDN;
               /* XXX is it correct? */
               if (curlwp)
                       id->sadb_ident_id = kauth_cred_getuid(curlwp->l_cred);
               if (userfqdn && userfqdnlen)
                       memcpy(id + 1, userfqdn, userfqdnlen);
               p += sizeof(struct sadb_ident) + PFKEY_ALIGN8(userfqdnlen);
       }
#endif

       /* XXX sensitivity (optional) */

       /* create proposal/combination extension */
       m = key_getprop(saidx, mflag);
#if 0
       /*
        * spec conformant: always attach proposal/combination extension,
        * the problem is that we have no way to attach it for ipcomp,
        * due to the way sadb_comb is declared in RFC2367.
        */
       if (!m) {
               error = ENOBUFS;
               goto fail;
       }
       m_cat(result, m);
#else
       /*
        * outside of spec; make proposal/combination extension optional.
        */
       if (m)
               m_cat(result, m);
#endif

       KASSERT(result->m_flags & M_PKTHDR);
       KASSERT(result->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;

       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       /*
        * Called from key_api_acquire that must come from userland, so
        * we can call key_sendup_mbuf immediately.
        */
       if (mflag == M_WAITOK)
               return key_sendup_mbuf(NULL, result, KEY_SENDUP_REGISTERED);
       /*
        * XXX we cannot call key_sendup_mbuf directly here because
        * it can cause a deadlock:
        * - We have a reference to an SP (and an SA) here
        * - key_sendup_mbuf will try to take key_so_mtx
        * - Some other thread may try to localcount_drain to the SP with
        *   holding key_so_mtx in say key_api_spdflush
        * - In this case localcount_drain never return because key_sendup_mbuf
        *   that has stuck on key_so_mtx never release a reference to the SP
        *
        * So defer key_sendup_mbuf to the timer.
        */
       return key_acquire_sendup_mbuf_later(result);

fail:
       m_freem(result);
       return error;
}

static struct mbuf *key_acquire_mbuf_head = NULL;
static unsigned key_acquire_mbuf_count = 0;
#define KEY_ACQUIRE_MBUF_MAX    10

static void
key_acquire_sendup_pending_mbuf(void)
{
       struct mbuf *m, *prev;
       int error;

again:
       prev = NULL;
       mutex_enter(&key_misc.lock);
       m = key_acquire_mbuf_head;
       /* Get an earliest mbuf (one at the tail of the list) */
       while (m != NULL) {
               if (m->m_nextpkt == NULL) {
                       if (prev != NULL)
                               prev->m_nextpkt = NULL;
                       if (m == key_acquire_mbuf_head)
                               key_acquire_mbuf_head = NULL;
                       key_acquire_mbuf_count--;
                       break;
               }
               prev = m;
               m = m->m_nextpkt;
       }
       mutex_exit(&key_misc.lock);

       if (m == NULL)
               return;

       m->m_nextpkt = NULL;
       error = key_sendup_mbuf(NULL, m, KEY_SENDUP_REGISTERED);
       if (error != 0)
               IPSECLOG(LOG_WARNING, "key_sendup_mbuf failed (error=%d)\n",
                   error);

       if (prev != NULL)
               goto again;
}

static int
key_acquire_sendup_mbuf_later(struct mbuf *m)
{

       mutex_enter(&key_misc.lock);
       /* Avoid queuing too much mbufs */
       if (key_acquire_mbuf_count >= KEY_ACQUIRE_MBUF_MAX) {
               mutex_exit(&key_misc.lock);
               m_freem(m);
               return ENOBUFS; /* XXX */
       }
       /* Enqueue mbuf at the head of the list */
       m->m_nextpkt = key_acquire_mbuf_head;
       key_acquire_mbuf_head = m;
       key_acquire_mbuf_count++;
       mutex_exit(&key_misc.lock);

       /* Kick the timer */
       key_timehandler(NULL);

       return 0;
}

#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
static struct secacq *
key_newacq(const struct secasindex *saidx)
{
       struct secacq *newacq;

       /* get new entry */
       newacq = kmem_intr_zalloc(sizeof(struct secacq), KM_NOSLEEP);
       if (newacq == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
               return NULL;
       }

       /* copy secindex */
       memcpy(&newacq->saidx, saidx, sizeof(newacq->saidx));
       newacq->seq = (acq_seq == ~0 ? 1 : ++acq_seq);
       newacq->created = time_uptime;
       newacq->count = 0;

       return newacq;
}

static struct secacq *
key_getacq(const struct secasindex *saidx)
{
       struct secacq *acq;

       KASSERT(mutex_owned(&key_misc.lock));

       LIST_FOREACH(acq, &key_misc.acqlist, chain) {
               if (key_saidx_match(saidx, &acq->saidx, CMP_EXACTLY))
                       return acq;
       }

       return NULL;
}

static struct secacq *
key_getacqbyseq(u_int32_t seq)
{
       struct secacq *acq;

       KASSERT(mutex_owned(&key_misc.lock));

       LIST_FOREACH(acq, &key_misc.acqlist, chain) {
               if (acq->seq == seq)
                       return acq;
       }

       return NULL;
}
#endif

#ifdef notyet
static struct secspacq *
key_newspacq(const struct secpolicyindex *spidx)
{
       struct secspacq *acq;

       /* get new entry */
       acq = kmem_intr_zalloc(sizeof(struct secspacq), KM_NOSLEEP);
       if (acq == NULL) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
               return NULL;
       }

       /* copy secindex */
       memcpy(&acq->spidx, spidx, sizeof(acq->spidx));
       acq->created = time_uptime;
       acq->count = 0;

       return acq;
}

static struct secspacq *
key_getspacq(const struct secpolicyindex *spidx)
{
       struct secspacq *acq;

       LIST_FOREACH(acq, &key_misc.spacqlist, chain) {
               if (key_spidx_match_exactly(spidx, &acq->spidx))
                       return acq;
       }

       return NULL;
}
#endif /* notyet */

/*
* SADB_ACQUIRE processing,
* in first situation, is receiving
*   <base>
* from the ikmpd, and clear sequence of its secasvar entry.
*
* In second situation, is receiving
*   <base, address(SD), (address(P),) (identity(SD),) (sensitivity,) proposal>
* from a user land process, and return
*   <base, address(SD), (address(P),) (identity(SD),) (sensitivity,) proposal>
* to the socket.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_acquire(struct socket *so, struct mbuf *m,
            const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       const struct sockaddr *src, *dst;
       struct secasindex saidx;
       u_int16_t proto;
       int error;

       /*
        * Error message from KMd.
        * We assume that if error was occurred in IKEd, the length of PFKEY
        * message is equal to the size of sadb_msg structure.
        * We do not raise error even if error occurred in this function.
        */
       if (mhp->msg->sadb_msg_len == PFKEY_UNIT64(sizeof(struct sadb_msg))) {
#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
               struct secacq *acq;

               /* check sequence number */
               if (mhp->msg->sadb_msg_seq == 0) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "must specify sequence number.\n");
                       m_freem(m);
                       return 0;
               }

               mutex_enter(&key_misc.lock);
               acq = key_getacqbyseq(mhp->msg->sadb_msg_seq);
               if (acq == NULL) {
                       mutex_exit(&key_misc.lock);
                       /*
                        * the specified larval SA is already gone, or we got
                        * a bogus sequence number.  we can silently ignore it.
                        */
                       m_freem(m);
                       return 0;
               }

               /* reset acq counter in order to deletion by timehandler. */
               acq->created = time_uptime;
               acq->count = 0;
               mutex_exit(&key_misc.lock);
#endif
               m_freem(m);
               return 0;
       }

       /*
        * This message is from user land.
        */

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       if (mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] == NULL ||
           mhp->ext[SADB_EXT_PROPOSAL] == NULL) {
               /* error */
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }
       if (mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_ADDRESS_DST] < sizeof(struct sadb_address) ||
           mhp->extlen[SADB_EXT_PROPOSAL] < sizeof(struct sadb_prop)) {
               /* error */
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       src = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
       dst = key_msghdr_get_sockaddr(mhp, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

       error = key_setsecasidx(proto, IPSEC_MODE_ANY, 0, src, dst, &saidx);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       error = key_set_natt_ports(&saidx.src, &saidx.dst, mhp);
       if (error != 0)
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* get a SA index */
   {
       struct secashead *sah;
       int s = pserialize_read_enter();

       sah = key_getsah(&saidx, CMP_MODE_REQID);
       if (sah != NULL) {
               pserialize_read_exit(s);
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "a SA exists already.\n");
               return key_senderror(so, m, EEXIST);
       }
       pserialize_read_exit(s);
   }

       error = key_acquire(&saidx, NULL, M_WAITOK);
       if (error != 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "error %d returned from key_acquire.\n",
                   error);
               return key_senderror(so, m, error);
       }

       return key_sendup_mbuf(so, m, KEY_SENDUP_REGISTERED);
}

/*
* SADB_REGISTER processing.
* If SATYPE_UNSPEC has been passed as satype, only return sabd_supported.
* receive
*   <base>
* from the ikmpd, and register a socket to send PF_KEY messages,
* and send
*   <base, supported>
* to KMD by PF_KEY.
* If socket is detached, must free from regnode.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_register(struct socket *so, struct mbuf *m,
            const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct secreg *reg, *newreg = 0;

       /* check for invalid register message */
       if (mhp->msg->sadb_msg_satype >= __arraycount(key_misc.reglist))
               return key_senderror(so, m, EINVAL);

       /* When SATYPE_UNSPEC is specified, only return sabd_supported. */
       if (mhp->msg->sadb_msg_satype == SADB_SATYPE_UNSPEC)
               goto setmsg;

       /* Allocate regnode in advance, out of mutex */
       newreg = kmem_zalloc(sizeof(*newreg), KM_SLEEP);

       /* check whether existing or not */
       mutex_enter(&key_misc.lock);
       LIST_FOREACH(reg, &key_misc.reglist[mhp->msg->sadb_msg_satype], chain) {
               if (reg->so == so) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "socket exists already.\n");
                       mutex_exit(&key_misc.lock);
                       kmem_free(newreg, sizeof(*newreg));
                       return key_senderror(so, m, EEXIST);
               }
       }

       newreg->so = so;
       ((struct keycb *)sotorawcb(so))->kp_registered++;

       /* add regnode to key_misc.reglist. */
       LIST_INSERT_HEAD(&key_misc.reglist[mhp->msg->sadb_msg_satype], newreg, chain);
       mutex_exit(&key_misc.lock);

 setmsg:
   {
       struct mbuf *n;
       struct sadb_supported *sup;
       u_int len, alen, elen;
       int off;
       int i;
       struct sadb_alg *alg;

       /* create new sadb_msg to reply. */
       alen = 0;
       for (i = 1; i <= SADB_AALG_MAX; i++) {
               if (ah_algorithm_lookup(i))
                       alen += sizeof(struct sadb_alg);
       }
       if (alen)
               alen += sizeof(struct sadb_supported);
       elen = 0;
       for (i = 1; i <= SADB_EALG_MAX; i++) {
               if (esp_algorithm_lookup(i))
                       elen += sizeof(struct sadb_alg);
       }
       if (elen)
               elen += sizeof(struct sadb_supported);

       len = sizeof(struct sadb_msg) + alen + elen;

       if (len > MCLBYTES)
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);

       n = key_alloc_mbuf_simple(len, M_WAITOK);
       n->m_pkthdr.len = n->m_len = len;
       n->m_next = NULL;
       off = 0;

       m_copydata(m, 0, sizeof(struct sadb_msg), mtod(n, char *) + off);
       key_fill_replymsg(n, 0);

       off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg));

       /* for authentication algorithm */
       if (alen) {
               sup = (struct sadb_supported *)(mtod(n, char *) + off);
               sup->sadb_supported_len = PFKEY_UNIT64(alen);
               sup->sadb_supported_exttype = SADB_EXT_SUPPORTED_AUTH;
               sup->sadb_supported_reserved = 0;
               off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(*sup));

               for (i = 1; i <= SADB_AALG_MAX; i++) {
                       const struct auth_hash *aalgo;
                       u_int16_t minkeysize, maxkeysize;

                       aalgo = ah_algorithm_lookup(i);
                       if (!aalgo)
                               continue;
                       alg = (struct sadb_alg *)(mtod(n, char *) + off);
                       alg->sadb_alg_id = i;
                       alg->sadb_alg_ivlen = 0;
                       key_getsizes_ah(aalgo, i, &minkeysize, &maxkeysize);
                       alg->sadb_alg_minbits = _BITS(minkeysize);
                       alg->sadb_alg_maxbits = _BITS(maxkeysize);
                       alg->sadb_alg_reserved = 0;
                       off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(*alg));
               }
       }

       /* for encryption algorithm */
       if (elen) {
               sup = (struct sadb_supported *)(mtod(n, char *) + off);
               sup->sadb_supported_len = PFKEY_UNIT64(elen);
               sup->sadb_supported_exttype = SADB_EXT_SUPPORTED_ENCRYPT;
               sup->sadb_supported_reserved = 0;
               off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(*sup));

               for (i = 1; i <= SADB_EALG_MAX; i++) {
                       const struct enc_xform *ealgo;

                       ealgo = esp_algorithm_lookup(i);
                       if (!ealgo)
                               continue;
                       alg = (struct sadb_alg *)(mtod(n, char *) + off);
                       alg->sadb_alg_id = i;
                       alg->sadb_alg_ivlen = ealgo->blocksize;
                       alg->sadb_alg_minbits = _BITS(ealgo->minkey);
                       alg->sadb_alg_maxbits = _BITS(ealgo->maxkey);
                       alg->sadb_alg_reserved = 0;
                       off += PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_alg));
               }
       }

       KASSERTMSG(off == len, "length inconsistency");

       m_freem(m);
       return key_sendup_mbuf(so, n, KEY_SENDUP_REGISTERED);
   }
}

/*
* free secreg entry registered.
* XXX: I want to do free a socket marked done SADB_RESIGER to socket.
*/
void
key_freereg(struct socket *so)
{
       struct secreg *reg;
       int i;

       KASSERT(!cpu_softintr_p());
       KASSERT(so != NULL);

       /*
        * check whether existing or not.
        * check all type of SA, because there is a potential that
        * one socket is registered to multiple type of SA.
        */
       for (i = 0; i <= SADB_SATYPE_MAX; i++) {
               mutex_enter(&key_misc.lock);
               LIST_FOREACH(reg, &key_misc.reglist[i], chain) {
                       if (reg->so == so) {
                               LIST_REMOVE(reg, chain);
                               break;
                       }
               }
               mutex_exit(&key_misc.lock);
               if (reg != NULL)
                       kmem_free(reg, sizeof(*reg));
       }

       return;
}

/*
* SADB_EXPIRE processing
* send
*   <base, SA, SA2, lifetime(C and one of HS), address(SD)>
* to KMD by PF_KEY.
* NOTE: We send only soft lifetime extension.
*
* OUT: 0       : succeed
*      others  : error number
*/
static int
key_expire(struct secasvar *sav)
{
       int s;
       int satype;
       struct mbuf *result = NULL, *m;
       int len;
       int error = -1;
       struct sadb_lifetime *lt;
       lifetime_counters_t sum = {0};

       /* XXX: Why do we lock ? */
       s = splsoftnet();       /*called from softclock()*/

       KASSERT(sav != NULL);

       satype = key_proto2satype(sav->sah->saidx.proto);
       KASSERTMSG(satype != 0, "invalid proto is passed");

       /* set msg header */
       m = key_setsadbmsg(SADB_EXPIRE, 0, satype, sav->seq, 0, key_sa_refcnt(sav),
           M_WAITOK);
       result = m;

       /* create SA extension */
       m = key_setsadbsa(sav);
       m_cat(result, m);

       /* create SA extension */
       m = key_setsadbxsa2(sav->sah->saidx.mode,
           sav->replay ? sav->replay->count : 0, sav->sah->saidx.reqid);
       m_cat(result, m);

       /* create lifetime extension (current and soft) */
       len = PFKEY_ALIGN8(sizeof(*lt)) * 2;
       m = key_alloc_mbuf(len, M_WAITOK);
       KASSERT(m->m_next == NULL);

       memset(mtod(m, void *), 0, len);
       lt = mtod(m, struct sadb_lifetime *);
       lt->sadb_lifetime_len = PFKEY_UNIT64(sizeof(struct sadb_lifetime));
       lt->sadb_lifetime_exttype = SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT;
       percpu_foreach_xcall(sav->lft_c_counters_percpu,
           XC_HIGHPRI_IPL(IPL_SOFTNET), key_sum_lifetime_counters, sum);
       lt->sadb_lifetime_allocations = sum[LIFETIME_COUNTER_ALLOCATIONS];
       lt->sadb_lifetime_bytes = sum[LIFETIME_COUNTER_BYTES];
       lt->sadb_lifetime_addtime =
           time_mono_to_wall(sav->lft_c->sadb_lifetime_addtime);
       lt->sadb_lifetime_usetime =
           time_mono_to_wall(sav->lft_c->sadb_lifetime_usetime);
       lt = (struct sadb_lifetime *)(mtod(m, char *) + len / 2);
       memcpy(lt, sav->lft_s, sizeof(*lt));
       m_cat(result, m);

       /* set sadb_address for source */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_SRC, &sav->sah->saidx.src.sa,
           FULLMASK, IPSEC_ULPROTO_ANY, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       /* set sadb_address for destination */
       m = key_setsadbaddr(SADB_EXT_ADDRESS_DST, &sav->sah->saidx.dst.sa,
           FULLMASK, IPSEC_ULPROTO_ANY, M_WAITOK);
       m_cat(result, m);

       if ((result->m_flags & M_PKTHDR) == 0) {
               error = EINVAL;
               goto fail;
       }

       if (result->m_len < sizeof(struct sadb_msg)) {
               result = m_pullup(result, sizeof(struct sadb_msg));
               if (result == NULL) {
                       error = ENOBUFS;
                       goto fail;
               }
       }

       result->m_pkthdr.len = 0;
       for (m = result; m; m = m->m_next)
               result->m_pkthdr.len += m->m_len;

       mtod(result, struct sadb_msg *)->sadb_msg_len =
           PFKEY_UNIT64(result->m_pkthdr.len);

       splx(s);
       return key_sendup_mbuf(NULL, result, KEY_SENDUP_REGISTERED);

fail:
       m_freem(result);
       splx(s);
       return error;
}

/*
* SADB_FLUSH processing
* receive
*   <base>
* from the ikmpd, and free all entries in secastree.
* and send,
*   <base>
* to the ikmpd.
* NOTE: to do is only marking SADB_SASTATE_DEAD.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_flush(struct socket *so, struct mbuf *m,
         const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct sadb_msg *newmsg;
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav;
       u_int16_t proto;
       u_int8_t state;
       int s;

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(mhp->msg->sadb_msg_satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
       }

       /* no SATYPE specified, i.e. flushing all SA. */
       s = pserialize_read_enter();
       SAHLIST_READER_FOREACH(sah) {
               if (mhp->msg->sadb_msg_satype != SADB_SATYPE_UNSPEC &&
                   proto != sah->saidx.proto)
                       continue;

               key_sah_ref(sah);
               pserialize_read_exit(s);

               SASTATE_ALIVE_FOREACH(state) {
               restart:
                       mutex_enter(&key_sad.lock);
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                               sav->state = SADB_SASTATE_DEAD;
                               key_unlink_sav(sav);
                               mutex_exit(&key_sad.lock);
                               key_destroy_sav(sav);
                               goto restart;
                       }
                       mutex_exit(&key_sad.lock);
               }

               s = pserialize_read_enter();
               sah->state = SADB_SASTATE_DEAD;
               key_sah_unref(sah);
       }
       pserialize_read_exit(s);

       if (m->m_len < sizeof(struct sadb_msg) ||
           sizeof(struct sadb_msg) > m->m_len + M_TRAILINGSPACE(m)) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "No more memory.\n");
               return key_senderror(so, m, ENOBUFS);
       }

       m_freem(m->m_next);
       m->m_next = NULL;
       m->m_pkthdr.len = m->m_len = sizeof(struct sadb_msg);
       newmsg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       newmsg->sadb_msg_errno = 0;
       newmsg->sadb_msg_len = PFKEY_UNIT64(m->m_pkthdr.len);

       return key_sendup_mbuf(so, m, KEY_SENDUP_ALL);
}


static struct mbuf *
key_setdump_chain(u_int8_t req_satype, int *errorp, int *lenp, pid_t pid)
{
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav;
       u_int16_t proto;
       u_int8_t satype;
       u_int8_t state;
       int cnt;
       struct mbuf *m, *n, *prev;

       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));

       *lenp = 0;

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(req_satype);
       if (proto == 0) {
               *errorp = EINVAL;
               return (NULL);
       }

       /* count sav entries to be sent to userland. */
       cnt = 0;
       SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah) {
               if (req_satype != SADB_SATYPE_UNSPEC &&
                   proto != sah->saidx.proto)
                       continue;

               SASTATE_ANY_FOREACH(state) {
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                               cnt++;
                       }
               }
       }

       if (cnt == 0) {
               *errorp = ENOENT;
               return (NULL);
       }

       /* send this to the userland, one at a time. */
       m = NULL;
       prev = m;
       SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah) {
               if (req_satype != SADB_SATYPE_UNSPEC &&
                   proto != sah->saidx.proto)
                       continue;

               /* map proto to satype */
               satype = key_proto2satype(sah->saidx.proto);
               if (satype == 0) {
                       m_freem(m);
                       *errorp = EINVAL;
                       return (NULL);
               }

               SASTATE_ANY_FOREACH(state) {
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                               n = key_setdumpsa(sav, SADB_DUMP, satype,
                                   --cnt, pid);
                               if (!m)
                                       m = n;
                               else
                                       prev->m_nextpkt = n;
                               prev = n;
                       }
               }
       }

       if (!m) {
               *errorp = EINVAL;
               return (NULL);
       }

       if ((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0) {
               m->m_pkthdr.len = 0;
               for (n = m; n; n = n->m_next)
                       m->m_pkthdr.len += n->m_len;
       }

       *errorp = 0;
       return (m);
}

/*
* SADB_DUMP processing
* dump all entries including status of DEAD in SAD.
* receive
*   <base>
* from the ikmpd, and dump all secasvar leaves
* and send,
*   <base> .....
* to the ikmpd.
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_dump(struct socket *so, struct mbuf *m0,
        const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       u_int16_t proto;
       u_int8_t satype;
       struct mbuf *n;
       int error, len, ok;

       /* map satype to proto */
       satype = mhp->msg->sadb_msg_satype;
       proto = key_satype2proto(satype);
       if (proto == 0) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid satype is passed.\n");
               return key_senderror(so, m0, EINVAL);
       }

       /*
        * If the requestor has insufficient socket-buffer space
        * for the entire chain, nobody gets any response to the DUMP.
        * XXX For now, only the requestor ever gets anything.
        * Moreover, if the requestor has any space at all, they receive
        * the entire chain, otherwise the request is refused with ENOBUFS.
        */
       if (sbspace(&so->so_rcv) <= 0) {
               return key_senderror(so, m0, ENOBUFS);
       }

       mutex_enter(&key_sad.lock);
       n = key_setdump_chain(satype, &error, &len, mhp->msg->sadb_msg_pid);
       mutex_exit(&key_sad.lock);

       if (n == NULL) {
               return key_senderror(so, m0, ENOENT);
       }
       {
               net_stat_ref_t ps = PFKEY_STAT_GETREF();
               _NET_STATINC_REF(ps, PFKEY_STAT_IN_TOTAL);
               _NET_STATADD_REF(ps, PFKEY_STAT_IN_BYTES, len);
               PFKEY_STAT_PUTREF();
       }

       /*
        * PF_KEY DUMP responses are no longer broadcast to all PF_KEY sockets.
        * The requestor receives either the entire chain, or an
        * error message with ENOBUFS.
        *
        * sbappendaddrchain() takes the chain of entries, one
        * packet-record per SPD entry, prepends the key_src sockaddr
        * to each packet-record, links the sockaddr mbufs into a new
        * list of records, then   appends the entire resulting
        * list to the requesting socket.
        */
       ok = sbappendaddrchain(&so->so_rcv, (struct sockaddr *)&key_src, n,
           SB_PRIO_ONESHOT_OVERFLOW);

       if (!ok) {
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_IN_NOMEM);
               m_freem(n);
               return key_senderror(so, m0, ENOBUFS);
       }

       m_freem(m0);
       return 0;
}

/*
* SADB_X_PROMISC processing
*
* m will always be freed.
*/
static int
key_api_promisc(struct socket *so, struct mbuf *m,
           const struct sadb_msghdr *mhp)
{
       int olen;

       olen = PFKEY_UNUNIT64(mhp->msg->sadb_msg_len);

       if (olen < sizeof(struct sadb_msg)) {
#if 1
               return key_senderror(so, m, EINVAL);
#else
               m_freem(m);
               return 0;
#endif
       } else if (olen == sizeof(struct sadb_msg)) {
               /* enable/disable promisc mode */
               struct keycb *kp = (struct keycb *)sotorawcb(so);
               if (kp == NULL)
                       return key_senderror(so, m, EINVAL);
               mhp->msg->sadb_msg_errno = 0;
               switch (mhp->msg->sadb_msg_satype) {
               case 0:
               case 1:
                       kp->kp_promisc = mhp->msg->sadb_msg_satype;
                       break;
               default:
                       return key_senderror(so, m, EINVAL);
               }

               /* send the original message back to everyone */
               mhp->msg->sadb_msg_errno = 0;
               return key_sendup_mbuf(so, m, KEY_SENDUP_ALL);
       } else {
               /* send packet as is */

               m_adj(m, PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_msg)));

               /* TODO: if sadb_msg_seq is specified, send to specific pid */
               return key_sendup_mbuf(so, m, KEY_SENDUP_ALL);
       }
}

static int (*key_api_typesw[]) (struct socket *, struct mbuf *,
               const struct sadb_msghdr *) = {
       NULL,                   /* SADB_RESERVED */
       key_api_getspi,         /* SADB_GETSPI */
       key_api_update,         /* SADB_UPDATE */
       key_api_add,            /* SADB_ADD */
       key_api_delete,         /* SADB_DELETE */
       key_api_get,            /* SADB_GET */
       key_api_acquire,        /* SADB_ACQUIRE */
       key_api_register,       /* SADB_REGISTER */
       NULL,                   /* SADB_EXPIRE */
       key_api_flush,          /* SADB_FLUSH */
       key_api_dump,           /* SADB_DUMP */
       key_api_promisc,        /* SADB_X_PROMISC */
       NULL,                   /* SADB_X_PCHANGE */
       key_api_spdadd,         /* SADB_X_SPDUPDATE */
       key_api_spdadd,         /* SADB_X_SPDADD */
       key_api_spddelete,      /* SADB_X_SPDDELETE */
       key_api_spdget,         /* SADB_X_SPDGET */
       NULL,                   /* SADB_X_SPDACQUIRE */
       key_api_spddump,        /* SADB_X_SPDDUMP */
       key_api_spdflush,       /* SADB_X_SPDFLUSH */
       key_api_spdadd,         /* SADB_X_SPDSETIDX */
       NULL,                   /* SADB_X_SPDEXPIRE */
       key_api_spddelete2,     /* SADB_X_SPDDELETE2 */
       key_api_nat_map,        /* SADB_X_NAT_T_NEW_MAPPING */
};

/*
* parse sadb_msg buffer to process PFKEYv2,
* and create a data to response if needed.
* I think to be dealed with mbuf directly.
* IN:
*     msgp  : pointer to pointer to a received buffer pulluped.
*             This is rewrited to response.
*     so    : pointer to socket.
* OUT:
*    length for buffer to send to user process.
*/
int
key_parse(struct mbuf *m, struct socket *so)
{
       struct sadb_msg *msg;
       struct sadb_msghdr mh;
       u_int orglen;
       int error;

       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(so != NULL);

#if 0   /*kdebug_sadb assumes msg in linear buffer*/
       if (KEYDEBUG_ON(KEYDEBUG_KEY_DUMP)) {
               kdebug_sadb("passed sadb_msg", msg);
       }
#endif

       if (m->m_len < sizeof(struct sadb_msg)) {
               m = m_pullup(m, sizeof(struct sadb_msg));
               if (!m)
                       return ENOBUFS;
       }
       msg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       orglen = PFKEY_UNUNIT64(msg->sadb_msg_len);

       if ((m->m_flags & M_PKTHDR) == 0 ||
           m->m_pkthdr.len != orglen) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid message length.\n");
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVLEN);
               error = EINVAL;
               goto senderror;
       }

       if (msg->sadb_msg_version != PF_KEY_V2) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "PF_KEY version %u is mismatched.\n",
                   msg->sadb_msg_version);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVVER);
               error = EINVAL;
               goto senderror;
       }

       if (msg->sadb_msg_type > SADB_MAX) {
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid type %u is passed.\n",
                   msg->sadb_msg_type);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVMSGTYPE);
               error = EINVAL;
               goto senderror;
       }

       /* for old-fashioned code - should be nuked */
       if (m->m_pkthdr.len > MCLBYTES) {
               m_freem(m);
               return ENOBUFS;
       }
       if (m->m_next) {
               struct mbuf *n;

               n = key_alloc_mbuf_simple(m->m_pkthdr.len, M_WAITOK);

               m_copydata(m, 0, m->m_pkthdr.len, mtod(n, void *));
               n->m_pkthdr.len = n->m_len = m->m_pkthdr.len;
               n->m_next = NULL;
               m_freem(m);
               m = n;
       }

       /* align the mbuf chain so that extensions are in contiguous region. */
       error = key_align(m, &mh);
       if (error)
               return error;

       if (m->m_next) {        /*XXX*/
               m_freem(m);
               return ENOBUFS;
       }

       msg = mh.msg;

       /* check SA type */
       switch (msg->sadb_msg_satype) {
       case SADB_SATYPE_UNSPEC:
               switch (msg->sadb_msg_type) {
               case SADB_GETSPI:
               case SADB_UPDATE:
               case SADB_ADD:
               case SADB_DELETE:
               case SADB_GET:
               case SADB_ACQUIRE:
               case SADB_EXPIRE:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "must specify satype when msg type=%u.\n",
                           msg->sadb_msg_type);
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVSATYPE);
                       error = EINVAL;
                       goto senderror;
               }
               break;
       case SADB_SATYPE_AH:
       case SADB_SATYPE_ESP:
       case SADB_X_SATYPE_IPCOMP:
       case SADB_X_SATYPE_TCPSIGNATURE:
               switch (msg->sadb_msg_type) {
               case SADB_X_SPDADD:
               case SADB_X_SPDDELETE:
               case SADB_X_SPDGET:
               case SADB_X_SPDDUMP:
               case SADB_X_SPDFLUSH:
               case SADB_X_SPDSETIDX:
               case SADB_X_SPDUPDATE:
               case SADB_X_SPDDELETE2:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "illegal satype=%u\n",
                           msg->sadb_msg_type);
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVSATYPE);
                       error = EINVAL;
                       goto senderror;
               }
               break;
       case SADB_SATYPE_RSVP:
       case SADB_SATYPE_OSPFV2:
       case SADB_SATYPE_RIPV2:
       case SADB_SATYPE_MIP:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "type %u isn't supported.\n",
                   msg->sadb_msg_satype);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVSATYPE);
               error = EOPNOTSUPP;
               goto senderror;
       case 1: /* XXX: What does it do? */
               if (msg->sadb_msg_type == SADB_X_PROMISC)
                       break;
               /*FALLTHROUGH*/
       default:
               IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid type %u is passed.\n",
                   msg->sadb_msg_satype);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVSATYPE);
               error = EINVAL;
               goto senderror;
       }

       /* check field of upper layer protocol and address family */
       if (mh.ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC] != NULL &&
           mh.ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST] != NULL) {
               const struct sadb_address *src0, *dst0;
               const struct sockaddr *sa0, *da0;
               u_int plen;

               src0 = mh.ext[SADB_EXT_ADDRESS_SRC];
               dst0 = mh.ext[SADB_EXT_ADDRESS_DST];
               sa0 = key_msghdr_get_sockaddr(&mh, SADB_EXT_ADDRESS_SRC);
               da0 = key_msghdr_get_sockaddr(&mh, SADB_EXT_ADDRESS_DST);

               /* check upper layer protocol */
               if (src0->sadb_address_proto != dst0->sadb_address_proto) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "upper layer protocol mismatched src %u, dst %u.\n",
                           src0->sadb_address_proto, dst0->sadb_address_proto);

                       goto invaddr;
               }

               /* check family */
               if (sa0->sa_family != da0->sa_family) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "address family mismatched src %u, dst %u.\n",
                           sa0->sa_family, da0->sa_family);
                       goto invaddr;
               }
               if (sa0->sa_len != da0->sa_len) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                           "address size mismatched src %u, dst %u.\n",
                           sa0->sa_len, da0->sa_len);
                       goto invaddr;
               }

               switch (sa0->sa_family) {
               case AF_INET:
                       if (sa0->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in)) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                                   "address size mismatched %u != %zu.\n",
                                   sa0->sa_len, sizeof(struct sockaddr_in));
                               goto invaddr;
                       }
                       break;
               case AF_INET6:
                       if (sa0->sa_len != sizeof(struct sockaddr_in6)) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                                   "address size mismatched %u != %zu.\n",
                                   sa0->sa_len, sizeof(struct sockaddr_in6));
                               goto invaddr;
                       }
                       break;
               default:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "unsupported address family %u.\n",
                           sa0->sa_family);
                       error = EAFNOSUPPORT;
                       goto senderror;
               }
               plen = key_sabits(sa0);

               /* check max prefix length */
               if (src0->sadb_address_prefixlen > plen ||
                   dst0->sadb_address_prefixlen > plen) {
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "illegal prefixlen.\n");
                       goto invaddr;
               }

               /*
                * prefixlen == 0 is valid because there can be a case when
                * all addresses are matched.
                */
       }

       if (msg->sadb_msg_type >= __arraycount(key_api_typesw) ||
           key_api_typesw[msg->sadb_msg_type] == NULL) {
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVMSGTYPE);
               error = EINVAL;
               goto senderror;
       }

       return (*key_api_typesw[msg->sadb_msg_type])(so, m, &mh);

invaddr:
       error = EINVAL;
senderror:
       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVADDR);
       return key_senderror(so, m, error);
}

static int
key_senderror(struct socket *so, struct mbuf *m, int code)
{
       struct sadb_msg *msg;

       KASSERT(m->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       if (so == NULL) {
               /*
                * This means the request comes from kernel.
                * As the request comes from kernel, it is unnecessary to
                * send message to userland. Just return errcode directly.
                */
               m_freem(m);
               return code;
       }

       msg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       msg->sadb_msg_errno = code;
       return key_sendup_mbuf(so, m, KEY_SENDUP_ONE);
}

/*
* set the pointer to each header into message buffer.
* m will be freed on error.
* XXX larger-than-MCLBYTES extension?
*/
static int
key_align(struct mbuf *m, struct sadb_msghdr *mhp)
{
       struct mbuf *n;
       struct sadb_ext *ext;
       size_t off, end;
       int extlen;
       int toff;

       KASSERT(m != NULL);
       KASSERT(mhp != NULL);
       KASSERT(m->m_len >= sizeof(struct sadb_msg));

       /* initialize */
       memset(mhp, 0, sizeof(*mhp));

       mhp->msg = mtod(m, struct sadb_msg *);
       mhp->ext[0] = mhp->msg; /*XXX backward compat */

       end = PFKEY_UNUNIT64(mhp->msg->sadb_msg_len);
       extlen = end;   /*just in case extlen is not updated*/
       for (off = sizeof(struct sadb_msg); off < end; off += extlen) {
               n = m_pulldown(m, off, sizeof(struct sadb_ext), &toff);
               if (!n) {
                       /* m is already freed */
                       return ENOBUFS;
               }
               ext = (struct sadb_ext *)(mtod(n, char *) + toff);

               /* set pointer */
               switch (ext->sadb_ext_type) {
               case SADB_EXT_SA:
               case SADB_EXT_ADDRESS_SRC:
               case SADB_EXT_ADDRESS_DST:
               case SADB_EXT_ADDRESS_PROXY:
               case SADB_EXT_LIFETIME_CURRENT:
               case SADB_EXT_LIFETIME_HARD:
               case SADB_EXT_LIFETIME_SOFT:
               case SADB_EXT_KEY_AUTH:
               case SADB_EXT_KEY_ENCRYPT:
               case SADB_EXT_IDENTITY_SRC:
               case SADB_EXT_IDENTITY_DST:
               case SADB_EXT_SENSITIVITY:
               case SADB_EXT_PROPOSAL:
               case SADB_EXT_SUPPORTED_AUTH:
               case SADB_EXT_SUPPORTED_ENCRYPT:
               case SADB_EXT_SPIRANGE:
               case SADB_X_EXT_POLICY:
               case SADB_X_EXT_SA2:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_TYPE:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_SPORT:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_DPORT:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_OAI:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_OAR:
               case SADB_X_EXT_NAT_T_FRAG:
                       /* duplicate check */
                       /*
                        * XXX Are there duplication payloads of either
                        * KEY_AUTH or KEY_ENCRYPT ?
                        */
                       if (mhp->ext[ext->sadb_ext_type] != NULL) {
                               IPSECLOG(LOG_DEBUG,
                                   "duplicate ext_type %u is passed.\n",
                                   ext->sadb_ext_type);
                               m_freem(m);
                               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_DUPEXT);
                               return EINVAL;
                       }
                       break;
               default:
                       IPSECLOG(LOG_DEBUG, "invalid ext_type %u is passed.\n",
                           ext->sadb_ext_type);
                       m_freem(m);
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVEXTTYPE);
                       return EINVAL;
               }

               extlen = PFKEY_UNUNIT64(ext->sadb_ext_len);

               if (key_validate_ext(ext, extlen)) {
                       m_freem(m);
                       PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVLEN);
                       return EINVAL;
               }

               n = m_pulldown(m, off, extlen, &toff);
               if (!n) {
                       /* m is already freed */
                       return ENOBUFS;
               }
               ext = (struct sadb_ext *)(mtod(n, char *) + toff);

               mhp->ext[ext->sadb_ext_type] = ext;
               mhp->extoff[ext->sadb_ext_type] = off;
               mhp->extlen[ext->sadb_ext_type] = extlen;
       }

       if (off != end) {
               m_freem(m);
               PFKEY_STATINC(PFKEY_STAT_OUT_INVLEN);
               return EINVAL;
       }

       return 0;
}

static int
key_validate_ext(const struct sadb_ext *ext, int len)
{
       const struct sockaddr *sa;
       enum { NONE, ADDR } checktype = NONE;
       int baselen = 0;
       const int sal = offsetof(struct sockaddr, sa_len) + sizeof(sa->sa_len);

       if (len != PFKEY_UNUNIT64(ext->sadb_ext_len))
               return EINVAL;

       /* if it does not match minimum/maximum length, bail */
       if (ext->sadb_ext_type >= __arraycount(minsize) ||
           ext->sadb_ext_type >= __arraycount(maxsize))
               return EINVAL;
       if (!minsize[ext->sadb_ext_type] || len < minsize[ext->sadb_ext_type])
               return EINVAL;
       if (maxsize[ext->sadb_ext_type] && len > maxsize[ext->sadb_ext_type])
               return EINVAL;

       /* more checks based on sadb_ext_type XXX need more */
       switch (ext->sadb_ext_type) {
       case SADB_EXT_ADDRESS_SRC:
       case SADB_EXT_ADDRESS_DST:
       case SADB_EXT_ADDRESS_PROXY:
               baselen = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_address));
               checktype = ADDR;
               break;
       case SADB_EXT_IDENTITY_SRC:
       case SADB_EXT_IDENTITY_DST:
               if (((const struct sadb_ident *)ext)->sadb_ident_type ==
                   SADB_X_IDENTTYPE_ADDR) {
                       baselen = PFKEY_ALIGN8(sizeof(struct sadb_ident));
                       checktype = ADDR;
               } else
                       checktype = NONE;
               break;
       default:
               checktype = NONE;
               break;
       }

       switch (checktype) {
       case NONE:
               break;
       case ADDR:
               sa = (const struct sockaddr *)(((const u_int8_t*)ext)+baselen);
               if (len < baselen + sal)
                       return EINVAL;
               if (baselen + PFKEY_ALIGN8(sa->sa_len) != len)
                       return EINVAL;
               break;
       }

       return 0;
}

static int
key_do_init(void)
{
       int i, error;

       mutex_init(&key_misc.lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);

       mutex_init(&key_spd.lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
       cv_init(&key_spd.cv_lc, "key_sp_lc");
       key_spd.psz = pserialize_create();
       cv_init(&key_spd.cv_psz, "key_sp_psz");
       key_spd.psz_performing = false;

       mutex_init(&key_sad.lock, MUTEX_DEFAULT, IPL_NONE);
       cv_init(&key_sad.cv_lc, "key_sa_lc");
       key_sad.psz = pserialize_create();
       cv_init(&key_sad.cv_psz, "key_sa_psz");
       key_sad.psz_performing = false;

       pfkeystat_percpu = percpu_alloc(sizeof(uint64_t) * PFKEY_NSTATS);

       callout_init(&key_timehandler_ch, CALLOUT_MPSAFE);
       error = workqueue_create(&key_timehandler_wq, "key_timehandler",
           key_timehandler_work, NULL, PRI_SOFTNET, IPL_SOFTNET, WQ_MPSAFE);
       if (error != 0)
               panic("%s: workqueue_create failed (%d)\n", __func__, error);

       for (i = 0; i < IPSEC_DIR_MAX; i++) {
               PSLIST_INIT(&key_spd.splist[i]);
       }

       PSLIST_INIT(&key_spd.socksplist);

       key_sad.sahlists = hashinit(SAHHASH_NHASH, HASH_PSLIST, true,
           &key_sad.sahlistmask);
       key_sad.savlut = hashinit(SAVLUT_NHASH, HASH_PSLIST, true,
           &key_sad.savlutmask);

       for (i = 0; i <= SADB_SATYPE_MAX; i++) {
               LIST_INIT(&key_misc.reglist[i]);
       }

#ifndef IPSEC_NONBLOCK_ACQUIRE
       LIST_INIT(&key_misc.acqlist);
#endif
#ifdef notyet
       LIST_INIT(&key_misc.spacqlist);
#endif

       /* system default */
       ip4_def_policy.policy = IPSEC_POLICY_NONE;
       ip4_def_policy.state = IPSEC_SPSTATE_ALIVE;
       localcount_init(&ip4_def_policy.localcount);

#ifdef INET6
       ip6_def_policy.policy = IPSEC_POLICY_NONE;
       ip6_def_policy.state = IPSEC_SPSTATE_ALIVE;
       localcount_init(&ip6_def_policy.localcount);
#endif

       callout_reset(&key_timehandler_ch, hz, key_timehandler, NULL);

       /* initialize key statistics */
       keystat.getspi_count = 1;

       aprint_verbose("IPsec: Initialized Security Association Processing.\n");

       return (0);
}

void
key_init(void)
{
       static ONCE_DECL(key_init_once);

       sysctl_net_keyv2_setup(NULL);
       sysctl_net_key_compat_setup(NULL);

       RUN_ONCE(&key_init_once, key_do_init);

       key_init_so();
}

/*
* XXX: maybe This function is called after INBOUND IPsec processing.
*
* Special check for tunnel-mode packets.
* We must make some checks for consistency between inner and outer IP header.
*
* xxx more checks to be provided
*/
int
key_checktunnelsanity(
   struct secasvar *sav,
   u_int family,
   void *src,
   void *dst
)
{

       /* XXX: check inner IP header */

       return 1;
}

#if 0
#define hostnamelen     strlen(hostname)

/*
* Get FQDN for the host.
* If the administrator configured hostname (by hostname(1)) without
* domain name, returns nothing.
*/
static const char *
key_getfqdn(void)
{
       int i;
       int hasdot;
       static char fqdn[MAXHOSTNAMELEN + 1];

       if (!hostnamelen)
               return NULL;

       /* check if it comes with domain name. */
       hasdot = 0;
       for (i = 0; i < hostnamelen; i++) {
               if (hostname[i] == '.')
                       hasdot++;
       }
       if (!hasdot)
               return NULL;

       /* NOTE: hostname may not be NUL-terminated. */
       memset(fqdn, 0, sizeof(fqdn));
       memcpy(fqdn, hostname, hostnamelen);
       fqdn[hostnamelen] = '\0';
       return fqdn;
}

/*
* get username@FQDN for the host/user.
*/
static const char *
key_getuserfqdn(void)
{
       const char *host;
       static char userfqdn[MAXHOSTNAMELEN + MAXLOGNAME + 2];
       struct proc *p = curproc;
       char *q;

       if (!p || !p->p_pgrp || !p->p_pgrp->pg_session)
               return NULL;
       if (!(host = key_getfqdn()))
               return NULL;

       /* NOTE: s_login may not be-NUL terminated. */
       memset(userfqdn, 0, sizeof(userfqdn));
       memcpy(userfqdn, Mp->p_pgrp->pg_session->s_login, AXLOGNAME);
       userfqdn[MAXLOGNAME] = '\0';    /* safeguard */
       q = userfqdn + strlen(userfqdn);
       *q++ = '@';
       memcpy(q, host, strlen(host));
       q += strlen(host);
       *q++ = '\0';

       return userfqdn;
}
#endif

/* record data transfer on SA, and update timestamps */
void
key_sa_recordxfer(struct secasvar *sav, struct mbuf *m)
{
       lifetime_counters_t *counters;

       KASSERT(sav != NULL);
       KASSERT(sav->lft_c != NULL);
       KASSERT(m != NULL);

       counters = percpu_getref(sav->lft_c_counters_percpu);

       /*
        * XXX Currently, there is a difference of bytes size
        * between inbound and outbound processing.
        */
       (*counters)[LIFETIME_COUNTER_BYTES] += m->m_pkthdr.len;
       /* to check bytes lifetime is done in key_timehandler(). */

       /*
        * We use the number of packets as the unit of
        * sadb_lifetime_allocations.  We increment the variable
        * whenever {esp,ah}_{in,out}put is called.
        */
       (*counters)[LIFETIME_COUNTER_ALLOCATIONS]++;
       /* XXX check for expires? */

       percpu_putref(sav->lft_c_counters_percpu);

       /*
        * NOTE: We record CURRENT sadb_lifetime_usetime by using wall clock,
        * in seconds.  HARD and SOFT lifetime are measured by the time
        * difference (again in seconds) from sadb_lifetime_usetime.
        *
        *      usetime
        *      v     expire   expire
        * -----+-----+--------+---> t
        *      <--------------> HARD
        *      <-----> SOFT
        */
       sav->lft_c->sadb_lifetime_usetime = time_uptime;
       /* XXX check for expires? */

       return;
}

/* dumb version */
void
key_sa_routechange(struct sockaddr *dst)
{
       struct secashead *sah;
       int s;

       s = pserialize_read_enter();
       SAHLIST_READER_FOREACH(sah) {
               struct route *ro;
               const struct sockaddr *sa;

               key_sah_ref(sah);
               pserialize_read_exit(s);

               ro = &sah->sa_route;
               sa = rtcache_getdst(ro);
               if (sa != NULL && dst->sa_len == sa->sa_len &&
                   memcmp(dst, sa, dst->sa_len) == 0)
                       rtcache_free(ro);

               s = pserialize_read_enter();
               key_sah_unref(sah);
       }
       pserialize_read_exit(s);

       return;
}

static void
key_sa_chgstate(struct secasvar *sav, u_int8_t state)
{
       struct secasvar *_sav;

       ASSERT_SLEEPABLE();
       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));

       if (sav->state == state)
               return;

       key_unlink_sav(sav);
       localcount_fini(&sav->localcount);
       SAVLIST_ENTRY_DESTROY(sav);
       key_init_sav(sav);

       sav->state = state;
       if (!SADB_SASTATE_USABLE_P(sav)) {
               /* We don't need to care about the order */
               SAVLIST_WRITER_INSERT_HEAD(sav->sah, state, sav);
               return;
       }
       /*
        * Sort the list by lft_c->sadb_lifetime_addtime
        * in ascending order.
        */
       SAVLIST_WRITER_FOREACH(_sav, sav->sah, state) {
               if (_sav->lft_c->sadb_lifetime_addtime >
                   sav->lft_c->sadb_lifetime_addtime) {
                       SAVLIST_WRITER_INSERT_BEFORE(_sav, sav);
                       break;
               }
       }
       if (_sav == NULL) {
               SAVLIST_WRITER_INSERT_TAIL(sav->sah, state, sav);
       }

       SAVLUT_WRITER_INSERT_HEAD(sav);

       key_validate_savlist(sav->sah, state);
}

/* XXX too much? */
static struct mbuf *
key_alloc_mbuf(int l, int mflag)
{
       struct mbuf *m = NULL, *n;
       int len, t;

       KASSERT(mflag == M_NOWAIT || (mflag == M_WAITOK && !cpu_softintr_p()));

       len = l;
       while (len > 0) {
               MGET(n, mflag, MT_DATA);
               if (n && len > MLEN) {
                       MCLGET(n, mflag);
                       if ((n->m_flags & M_EXT) == 0) {
                               m_freem(n);
                               n = NULL;
                       }
               }
               if (!n) {
                       m_freem(m);
                       return NULL;
               }

               n->m_next = NULL;
               n->m_len = 0;
               n->m_len = M_TRAILINGSPACE(n);
               /* use the bottom of mbuf, hoping we can prepend afterwards */
               if (n->m_len > len) {
                       t = (n->m_len - len) & ~(sizeof(long) - 1);
                       n->m_data += t;
                       n->m_len = len;
               }

               len -= n->m_len;

               if (m)
                       m_cat(m, n);
               else
                       m = n;
       }

       return m;
}

static struct mbuf *
key_setdump(u_int8_t req_satype, int *errorp, uint32_t pid)
{
       struct secashead *sah;
       struct secasvar *sav;
       u_int16_t proto;
       u_int8_t satype;
       u_int8_t state;
       int cnt;
       struct mbuf *m, *n;

       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));

       /* map satype to proto */
       proto = key_satype2proto(req_satype);
       if (proto == 0) {
               *errorp = EINVAL;
               return (NULL);
       }

       /* count sav entries to be sent to the userland. */
       cnt = 0;
       SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah) {
               if (req_satype != SADB_SATYPE_UNSPEC &&
                   proto != sah->saidx.proto)
                       continue;

               SASTATE_ANY_FOREACH(state) {
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                               cnt++;
                       }
               }
       }

       if (cnt == 0) {
               *errorp = ENOENT;
               return (NULL);
       }

       /* send this to the userland, one at a time. */
       m = NULL;
       SAHLIST_WRITER_FOREACH(sah) {
               if (req_satype != SADB_SATYPE_UNSPEC &&
                   proto != sah->saidx.proto)
                       continue;

               /* map proto to satype */
               satype = key_proto2satype(sah->saidx.proto);
               if (satype == 0) {
                       m_freem(m);
                       *errorp = EINVAL;
                       return (NULL);
               }

               SASTATE_ANY_FOREACH(state) {
                       SAVLIST_WRITER_FOREACH(sav, sah, state) {
                               n = key_setdumpsa(sav, SADB_DUMP, satype,
                                   --cnt, pid);
                               if (!m)
                                       m = n;
                               else
                                       m_cat(m, n);
                       }
               }
       }

       if (!m) {
               *errorp = EINVAL;
               return (NULL);
       }

       if ((m->m_flags & M_PKTHDR) != 0) {
               m->m_pkthdr.len = 0;
               for (n = m; n; n = n->m_next)
                       m->m_pkthdr.len += n->m_len;
       }

       *errorp = 0;
       return (m);
}

static struct mbuf *
key_setspddump(int *errorp, pid_t pid)
{
       struct secpolicy *sp;
       int cnt;
       u_int dir;
       struct mbuf *m, *n;

       KASSERT(mutex_owned(&key_spd.lock));

       /* search SPD entry and get buffer size. */
       cnt = 0;
       for (dir = 0; dir < IPSEC_DIR_MAX; dir++) {
               SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir) {
                       cnt++;
               }
       }

       if (cnt == 0) {
               *errorp = ENOENT;
               return (NULL);
       }

       m = NULL;
       for (dir = 0; dir < IPSEC_DIR_MAX; dir++) {
               SPLIST_WRITER_FOREACH(sp, dir) {
                       --cnt;
                       n = key_setdumpsp(sp, SADB_X_SPDDUMP, cnt, pid);

                       if (!m)
                               m = n;
                       else {
                               m->m_pkthdr.len += n->m_pkthdr.len;
                               m_cat(m, n);
                       }
               }
       }

       *errorp = 0;
       return (m);
}

int
key_get_used(void) {
       return !SPLIST_READER_EMPTY(IPSEC_DIR_INBOUND) ||
           !SPLIST_READER_EMPTY(IPSEC_DIR_OUTBOUND) ||
           !SOCKSPLIST_READER_EMPTY();
}

void
key_update_used(void)
{
       switch (ipsec_enabled) {
       default:
       case 0:
#ifdef notyet
               /* XXX: racy */
               ipsec_used = 0;
#endif
               break;
       case 1:
#ifndef notyet
               /* XXX: racy */
               if (!ipsec_used)
#endif
               ipsec_used = key_get_used();
               break;
       case 2:
               ipsec_used = 1;
               break;
       }
}

static inline void
key_savlut_writer_insert_head(struct secasvar *sav)
{
       uint32_t hash_key;
       uint32_t hash;

       KASSERT(mutex_owned(&key_sad.lock));
       KASSERT(!sav->savlut_added);

       hash_key = sav->spi;

       hash = key_savluthash(&sav->sah->saidx.dst.sa,
           sav->sah->saidx.proto, hash_key, key_sad.savlutmask);

       PSLIST_WRITER_INSERT_HEAD(&key_sad.savlut[hash], sav,
           pslist_entry_savlut);
       sav->savlut_added = true;
}

/*
* Calculate hash using protocol, source address,
* and destination address included in saidx.
*/
static inline uint32_t
key_saidxhash(const struct secasindex *saidx, u_long mask)
{
       uint32_t hash32;
       const struct sockaddr_in *sin;
       const struct sockaddr_in6 *sin6;

       hash32 = saidx->proto;

       switch (saidx->src.sa.sa_family) {
       case AF_INET:
               sin = &saidx->src.sin;
               hash32 = hash32_buf(&sin->sin_addr,
                   sizeof(sin->sin_addr), hash32);
               sin = &saidx->dst.sin;
               hash32 = hash32_buf(&sin->sin_addr,
                   sizeof(sin->sin_addr), hash32 << 1);
               break;
       case AF_INET6:
               sin6 = &saidx->src.sin6;
               hash32 = hash32_buf(&sin6->sin6_addr,
                   sizeof(sin6->sin6_addr), hash32);
               sin6 = &saidx->dst.sin6;
               hash32 = hash32_buf(&sin6->sin6_addr,
                   sizeof(sin6->sin6_addr), hash32 << 1);
               break;
       default:
               hash32 = 0;
               break;
       }

       return hash32 & mask;
}

/*
* Calculate hash using destination address, protocol,
* and spi. Those parameter depend on the search of
* key_lookup_sa().
*/
static uint32_t
key_savluthash(const struct sockaddr *dst, uint32_t proto,
   uint32_t spi, u_long mask)
{
       uint32_t hash32;
       const struct sockaddr_in *sin;
       const struct sockaddr_in6 *sin6;

       hash32 = hash32_buf(&proto, sizeof(proto), spi);

       switch(dst->sa_family) {
       case AF_INET:
               sin = satocsin(dst);
               hash32 = hash32_buf(&sin->sin_addr,
                   sizeof(sin->sin_addr), hash32);
               break;
       case AF_INET6:
               sin6 = satocsin6(dst);
               hash32 = hash32_buf(&sin6->sin6_addr,
                   sizeof(sin6->sin6_addr), hash32);
               break;
       default:
               hash32 = 0;
       }

       return hash32 & mask;
}

static int
sysctl_net_key_dumpsa(SYSCTLFN_ARGS)
{
       struct mbuf *m, *n;
       int err2 = 0;
       char *p, *ep;
       size_t len;
       int error;

       if (newp)
               return (EPERM);
       if (namelen != 1)
               return (EINVAL);

       mutex_enter(&key_sad.lock);
       m = key_setdump(name[0], &error, l->l_proc->p_pid);
       mutex_exit(&key_sad.lock);
       if (!m)
               return (error);
       if (!oldp)
               *oldlenp = m->m_pkthdr.len;
       else {
               p = oldp;
               if (*oldlenp < m->m_pkthdr.len) {
                       err2 = ENOMEM;
                       ep = p + *oldlenp;
               } else {
                       *oldlenp = m->m_pkthdr.len;
                       ep = p + m->m_pkthdr.len;
               }
               for (n = m; n; n = n->m_next) {
                       len =  (ep - p < n->m_len) ?
                               ep - p : n->m_len;
                       error = copyout(mtod(n, const void *), p, len);
                       p += len;
                       if (error)
                               break;
               }
               if (error == 0)
                       error = err2;
       }
       m_freem(m);

       return (error);
}

static int
sysctl_net_key_dumpsp(SYSCTLFN_ARGS)
{
       struct mbuf *m, *n;
       int err2 = 0;
       char *p, *ep;
       size_t len;
       int error;

       if (newp)
               return (EPERM);
       if (namelen != 0)
               return (EINVAL);

       mutex_enter(&key_spd.lock);
       m = key_setspddump(&error, l->l_proc->p_pid);
       mutex_exit(&key_spd.lock);
       if (!m)
               return (error);
       if (!oldp)
               *oldlenp = m->m_pkthdr.len;
       else {
               p = oldp;
               if (*oldlenp < m->m_pkthdr.len) {
                       err2 = ENOMEM;
                       ep = p + *oldlenp;
               } else {
                       *oldlenp = m->m_pkthdr.len;
                       ep = p + m->m_pkthdr.len;
               }
               for (n = m; n; n = n->m_next) {
                       len = (ep - p < n->m_len) ? ep - p : n->m_len;
                       error = copyout(mtod(n, const void *), p, len);
                       p += len;
                       if (error)
                               break;
               }
               if (error == 0)
                       error = err2;
       }
       m_freem(m);

       return (error);
}

/*
* Create sysctl tree for native IPSEC key knobs, originally
* under name "net.keyv2"  * with MIB number { CTL_NET, PF_KEY_V2. }.
* However, sysctl(8) never checked for nodes under { CTL_NET, PF_KEY_V2 };
* and in any case the part of our sysctl namespace used for dumping the
* SPD and SA database  *HAS* to be compatible with the KAME sysctl
* namespace, for API reasons.
*
* Pending a consensus on the right way  to fix this, add a level of
* indirection in how we number the `native' IPSEC key nodes;
* and (as requested by Andrew Brown)  move registration of the
* KAME-compatible names  to a separate function.
*/
#if 0
#  define IPSEC_PFKEY PF_KEY_V2
# define IPSEC_PFKEY_NAME "keyv2"
#else
#  define IPSEC_PFKEY PF_KEY
# define IPSEC_PFKEY_NAME "key"
#endif

static int
sysctl_net_key_stats(SYSCTLFN_ARGS)
{

       return (NETSTAT_SYSCTL(pfkeystat_percpu, PFKEY_NSTATS));
}

static void
sysctl_net_keyv2_setup(struct sysctllog **clog)
{

       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT,
                      CTLTYPE_NODE, IPSEC_PFKEY_NAME, NULL,
                      NULL, 0, NULL, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, CTL_EOL);

       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "debug", NULL,
                      NULL, 0, &key_debug_level, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_DEBUG_LEVEL, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "spi_try", NULL,
                      NULL, 0, &key_spi_trycnt, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_SPI_TRY, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "spi_min_value", NULL,
                      NULL, 0, &key_spi_minval, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_SPI_MIN_VALUE, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "spi_max_value", NULL,
                      NULL, 0, &key_spi_maxval, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_SPI_MAX_VALUE, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "random_int", NULL,
                      NULL, 0, &key_int_random, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_RANDOM_INT, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "larval_lifetime", NULL,
                      NULL, 0, &key_larval_lifetime, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_LARVAL_LIFETIME, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "blockacq_count", NULL,
                      NULL, 0, &key_blockacq_count, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_BLOCKACQ_COUNT, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "blockacq_lifetime", NULL,
                      NULL, 0, &key_blockacq_lifetime, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_BLOCKACQ_LIFETIME, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "esp_keymin", NULL,
                      NULL, 0, &ipsec_esp_keymin, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_ESP_KEYMIN, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "prefered_oldsa", NULL,
                      NULL, 0, &key_prefered_oldsa, 0,
                      CTL_NET, PF_KEY, KEYCTL_PREFERED_OLDSA, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "esp_auth", NULL,
                      NULL, 0, &ipsec_esp_auth, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_ESP_AUTH, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_INT, "ah_keymin", NULL,
                      NULL, 0, &ipsec_ah_keymin, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_AH_KEYMIN, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT,
                      CTLTYPE_STRUCT, "stats",
                      SYSCTL_DESCR("PF_KEY statistics"),
                      sysctl_net_key_stats, 0, NULL, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, CTL_CREATE, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT|CTLFLAG_READWRITE,
                      CTLTYPE_BOOL, "allow_different_idtype", NULL,
                      NULL, 0, &ipsec_allow_different_idtype, 0,
                      CTL_NET, IPSEC_PFKEY, KEYCTL_ALLOW_DIFFERENT_IDTYPE, CTL_EOL);
}

/*
* Register sysctl names used by setkey(8). For historical reasons,
* and to share a single API, these names appear under { CTL_NET, PF_KEY }
* for both IPSEC and KAME IPSEC.
*/
static void
sysctl_net_key_compat_setup(struct sysctllog **clog)
{

       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT,
                      CTLTYPE_NODE, "key", NULL,
                      NULL, 0, NULL, 0,
                      CTL_NET, PF_KEY, CTL_EOL);

       /* Register the net.key.dump{sa,sp} nodes used by setkey(8). */
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT,
                      CTLTYPE_STRUCT, "dumpsa", NULL,
                      sysctl_net_key_dumpsa, 0, NULL, 0,
                      CTL_NET, PF_KEY, KEYCTL_DUMPSA, CTL_EOL);
       sysctl_createv(clog, 0, NULL, NULL,
                      CTLFLAG_PERMANENT,
                      CTLTYPE_STRUCT, "dumpsp", NULL,
                      sysctl_net_key_dumpsp, 0, NULL, 0,
                      CTL_NET, PF_KEY, KEYCTL_DUMPSP, CTL_EOL);
}