Merge branch 'vendor/GCC44'
[dragonfly.git] / sys / netinet / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Jeffrey M. Hsu.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
18  *    from this software without specific, prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  *
38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39  * modification, are permitted provided that the following conditions
40  * are met:
41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
47  *    must display the following acknowledgement:
48  *      This product includes software developed by the University of
49  *      California, Berkeley and its contributors.
50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
52  *    without specific prior written permission.
53  *
54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64  * SUCH DAMAGE.
65  *
66  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
68  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.34 2007/04/22 01:13:14 dillon Exp $
69  */
70
71 #include "opt_inet6.h"
72 #include "opt_ipsec.h"
73 #include "opt_tcpdebug.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/kernel.h>
78 #include <sys/sysctl.h>
79 #include <sys/mbuf.h>
80 #include <sys/domain.h>
81 #include <sys/protosw.h>
82 #include <sys/socket.h>
83 #include <sys/socketvar.h>
84 #include <sys/in_cksum.h>
85 #include <sys/thread.h>
86 #include <sys/globaldata.h>
87
88 #include <net/route.h>
89
90 #include <netinet/in.h>
91 #include <netinet/in_systm.h>
92 #include <netinet/ip.h>
93 #include <netinet/in_pcb.h>
94 #include <netinet/ip_var.h>
95 #include <netinet6/in6_pcb.h>
96 #include <netinet/ip6.h>
97 #include <netinet6/ip6_var.h>
98 #include <netinet/tcp.h>
99 #define TCPOUTFLAGS
100 #include <netinet/tcp_fsm.h>
101 #include <netinet/tcp_seq.h>
102 #include <netinet/tcp_timer.h>
103 #include <netinet/tcp_timer2.h>
104 #include <netinet/tcp_var.h>
105 #include <netinet/tcpip.h>
106 #ifdef TCPDEBUG
107 #include <netinet/tcp_debug.h>
108 #endif
109
110 #ifdef IPSEC
111 #include <netinet6/ipsec.h>
112 #endif /*IPSEC*/
113
114 #ifdef FAST_IPSEC
115 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
116 #define IPSEC
117 #endif /*FAST_IPSEC*/
118
119 #ifdef notyet
120 extern struct mbuf *m_copypack();
121 #endif
122
123 int path_mtu_discovery = 0;
124 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
125         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
126
127 static int avoid_pure_win_update = 1;
128 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
129         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
130
131 int tcp_do_autosndbuf = 1;
132 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
133     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
134
135 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
136 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
137     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
138
139 int tcp_autosndbuf_max = 16*1024*1024;
140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
141     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
142
143 /*
144  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
145  */
146 int
147 tcp_output(struct tcpcb *tp)
148 {
149         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
150         struct socket *so = inp->inp_socket;
151         long len, recvwin, sendwin;
152         int nsacked = 0;
153         int off, flags, error;
154         struct mbuf *m;
155         struct ip *ip = NULL;
156         struct ipovly *ipov = NULL;
157         struct tcphdr *th;
158         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
159         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
160         int idle;
161         boolean_t sendalot;
162         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
163 #ifdef INET6
164         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
165 #else
166         const boolean_t isipv6 = FALSE;
167 #endif
168         struct rmxp_tao *taop;
169
170         /*
171          * Determine length of data that should be transmitted,
172          * and flags that will be used.
173          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
174          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
175          */
176
177         /*
178          * If we have been idle for a while, the send congestion window
179          * could be no longer representative of the current state of the link.
180          * So unless we are expecting more acks to come in, slow-start from
181          * scratch to re-determine the send congestion window.
182          */
183         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
184             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
185                 if (tcp_do_rfc3390) {
186                         int initial_cwnd =
187                             min(4 * tp->t_maxseg, max(2 * tp->t_maxseg, 4380));
188
189                         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
190                 } else {
191                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
192                 }
193                 tp->snd_wacked = 0;
194         }
195
196         /*
197          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
198          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
199          */
200         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
201         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
202                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
203         else
204                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
205
206         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
207             !IN_FASTRECOVERY(tp))
208                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
209
210 again:
211         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
212         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
213             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
214                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
215
216                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
217                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
218         }
219
220         sendalot = FALSE;
221         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
222         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
223         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
224
225         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
226         /*
227          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
228          * state flags.
229          */
230         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
231                 flags |= TH_FIN;
232         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
233                 flags |= TH_SYN;
234
235         /*
236          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
237          * Otherwise, if window is small but nonzero
238          * and timer expired, we will send what we can
239          * and go to transmit state.
240          */
241         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
242                 if (sendwin == 0) {
243                         /*
244                          * If we still have some data to send, then
245                          * clear the FIN bit.  Usually this would
246                          * happen below when it realizes that we
247                          * aren't sending all the data.  However,
248                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
249                          * then it won't clear the FIN bit below,
250                          * and if we are in persist state, we wind
251                          * up sending the packet without recording
252                          * that we sent the FIN bit.
253                          *
254                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
255                          * because if we don't have any more data
256                          * to send then the probe will be the FIN
257                          * itself.
258                          */
259                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
260                                 flags &= ~TH_FIN;
261                         sendwin = 1;
262                 } else {
263                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
264                         tp->t_rxtshift = 0;
265                 }
266         }
267
268         /*
269          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
270          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
271          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
272          * its congestion window while receiving additional duplicate
273          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
274          * to snd_max after the fast-retransmit.
275          *
276          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
277          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
278          * wind up 0.
279          */
280         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
281
282         /*
283          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
284          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
285          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
286          */
287         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
288                 flags &= ~TH_SYN;
289                 off--, len++;
290                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
291                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
292                      taop->tao_ccsent == 0))
293                         return 0;
294         }
295
296         /*
297          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
298          * in cases when no CC option will be sent.
299          * This measure is needed to prevent interoperability problems
300          * with not fully conformant TCP implementations.
301          */
302         if ((flags & TH_SYN) &&
303             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
304              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
305                 len = 0;
306                 flags &= ~TH_FIN;
307         }
308
309         if (len < 0) {
310                 /*
311                  * If FIN has been sent but not acked,
312                  * but we haven't been called to retransmit,
313                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
314                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
315                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
316                  * to (closed) window, and set the persist timer
317                  * if it isn't already going.  If the window didn't
318                  * close completely, just wait for an ACK.
319                  */
320                 len = 0;
321                 if (sendwin == 0) {
322                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
323                         tp->t_rxtshift = 0;
324                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
325                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
326                                 tcp_setpersist(tp);
327                 }
328         }
329
330         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
331         /*
332          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
333          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
334          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
335          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
336          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
337          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
338          * especially with many connections on busy servers.
339          *
340          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
341          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
342          *     (with a fudge factor of 5/4th);
343          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
344          *     have data to make use of it);
345          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
346          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
347          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
348          *
349          * The remote host receive window scaling factor may limit the
350          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
351          * maximum.
352          *
353          * It scales directly with slow start or congestion window
354          * and does at most one step per received ACK.  This fast
355          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
356          * what is strictly necessary to make full use of a given
357          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
358          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
359          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
360          * socket buffer memory.
361          *
362          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
363          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
364          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
365          */
366         if (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
367                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
368                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
369                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
370                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
371                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd,
372                             min(so->so_snd.ssb_hiwat + tcp_autosndbuf_inc,
373                              tcp_autosndbuf_max), so, NULL))
374                                 so->so_snd.ssb_flags &= ~SSB_AUTOSIZE;
375                 }
376         }
377
378         /*
379          * Truncate to the maximum segment length and ensure that FIN is
380          * removed if the length no longer contains the last data byte.
381          */
382         if (len > tp->t_maxseg) {
383                 len = tp->t_maxseg;
384                 sendalot = TRUE;
385         }
386         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
387                 flags &= ~TH_FIN;
388
389         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
390
391         /*
392          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
393          * conditions when len is non-zero:
394          *
395          *      - We have a full segment
396          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
397          *        either idle or running NODELAY
398          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
399          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
400          *        data (receiver may be limiting the window size)
401          *      - we need to retransmit
402          */
403         if (len) {
404                 if (len == tp->t_maxseg)
405                         goto send;
406                 /*
407                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
408                  * end may occur synchronously with the output and cause
409                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
410                  *
411                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
412                  */
413                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
414                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
415                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
416                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
417                         goto send;
418                 }
419                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
420                         goto send;
421                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
422                         goto send;
423                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
424                         goto send;
425         }
426
427         /*
428          * Compare available window to amount of window
429          * known to peer (as advertised window less
430          * next expected input).  If the difference is at least two
431          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
432          * window, then want to send a window update to peer.
433          */
434         if (recvwin > 0) {
435                 /*
436                  * "adv" is the amount we can increase the window,
437                  * taking into account that we are limited by
438                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
439                  */
440                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
441                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
442
443                 /*
444                  * This ack case typically occurs when the user has drained
445                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
446                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
447                  * ONLY updates the tcp window.
448                  *
449                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
450                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
451                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
452                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
453                  * The 2-segment pure window update will often add a large
454                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
455                  *
456                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
457                  */
458                 if (avoid_pure_win_update == 0) {
459                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
460                                 goto send;
461                 }
462                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.ssb_hiwat)
463                         goto send;
464         }
465
466         /*
467          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
468          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
469          */
470         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
471                 goto send;
472         if ((flags & TH_RST) ||
473             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
474                 goto send;
475         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
476                 goto send;
477         /*
478          * If our state indicates that FIN should be sent
479          * and we have not yet done so, then we need to send.
480          */
481         if (flags & TH_FIN &&
482             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
483                 goto send;
484
485         /*
486          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
487          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
488          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
489          *      idle                    not doing retransmits or persists
490          *      persisting              to move a small or zero window
491          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
492          *
493          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
494          *      is true when we are in persist state.
495          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
496          *      is set when we are called to send a persist packet.
497          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
498          *      is set when we are retransmitting
499          * The output side is idle when both timers are zero.
500          *
501          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
502          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
503          * If nothing happens soon, send when timer expires:
504          * if window is nonzero, transmit what we can,
505          * otherwise force out a byte.
506          */
507         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
508             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
509             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
510                 tp->t_rxtshift = 0;
511                 tcp_setpersist(tp);
512         }
513
514         /*
515          * No reason to send a segment, just return.
516          */
517         return (0);
518
519 send:
520         /*
521          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
522          * unless TCP set not to do any options.
523          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
524          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
525          * link header, i.e.
526          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
527          */
528         optlen = 0;
529         if (isipv6)
530                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
531         else
532                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
533         if (flags & TH_SYN) {
534                 tp->snd_nxt = tp->iss;
535                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
536                         u_short mss;
537
538                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
539                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
540                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
541                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
542                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
543
544                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
545                             (!(flags & TH_ACK) ||
546                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
547                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
548                                         TCPOPT_NOP << 24 |
549                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
550                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
551                                         tp->request_r_scale);
552                                 optlen += 4;
553                         }
554
555                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
556                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
557                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
558
559                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
560                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
561                         }
562                 }
563         }
564
565         /*
566          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
567          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
568          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
569          */
570         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
571             !(flags & TH_RST) &&
572             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
573                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
574
575                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
576                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
577                 *lp++ = htonl(ticks);
578                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
579                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
580         }
581
582         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
583         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
584                 tp->rfbuf_ts = ticks;
585
586         /*
587          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
588          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
589          */
590         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
591              !(flags & TH_RST)) {
592                 switch (flags & (TH_SYN | TH_ACK)) {
593                 /*
594                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
595                  * from our peer.
596                  */
597                 case TH_ACK:
598                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
599                                 break;
600                         /*FALLTHROUGH*/
601
602                 /*
603                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
604                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
605                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
606                  * do this if our peer understands T/TCP.
607                  */
608                 case 0:
609                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
610                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
611                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
612                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
613                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
614                         optlen += 4;
615                         break;
616
617                 /*
618                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
619                  * CC or CC.new.
620                  */
621                 case TH_SYN:
622                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
623                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
624                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
625                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
626                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
627                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
628                         optlen += 4;
629                         break;
630
631                 /*
632                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
633                  * CC from our peer.
634                  */
635                 case (TH_SYN | TH_ACK):
636                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
637                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
638                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
639                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
640                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
641                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
642                                 optlen += 4;
643                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
644                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
645                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
646                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
647                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_recv);
648                                 optlen += 4;
649                         }
650                         break;
651                 }
652         }
653
654         /*
655          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
656          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
657          */
658         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
659                 TF_SACK_PERMITTED &&
660             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
661              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
662                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
663
664         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
665         hdrlen += optlen;
666
667         if (isipv6) {
668                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
669         } else {
670                 if (inp->inp_options) {
671                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
672                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
673                 } else {
674                         ipoptlen = 0;
675                 }
676         }
677 #ifdef IPSEC
678         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
679 #endif
680
681         /*
682          * Adjust data length if insertion of options will bump the packet
683          * length beyond the t_maxopd length.  Clear FIN to prevent premature
684          * closure since there is still more data to send after this (now
685          * truncated) packet.
686          *
687          * If just the options do not fit we are in a no-win situation and
688          * we treat it as an unreachable host.
689          */
690         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
691                 if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
692                         static time_t last_optlen_report;
693
694                         if (last_optlen_report != time_second) {
695                                 last_optlen_report = time_second;
696                                 kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too small to hold options!\n", tp, tp->t_maxopd);
697                         }
698                         error = EHOSTUNREACH;
699                         goto out;
700                 } else {
701                         flags &= ~TH_FIN;
702                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
703                         sendalot = TRUE;
704                 }
705         }
706
707 #ifdef INET6
708         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
709 #else
710         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
711 #endif
712
713         /*
714          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
715          * be transmitted, and initialize the header from
716          * the template for sends on this connection.
717          */
718         if (len) {
719                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
720                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
721                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
722                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
723                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
724                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
725                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
726                 } else {
727                         tcpstat.tcps_sndpack++;
728                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
729                 }
730 #ifdef notyet
731                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
732                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
733                         error = ENOBUFS;
734                         goto out;
735                 }
736                 /*
737                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
738                  */
739                 m->m_len += hdrlen;
740                 m->m_data -= hdrlen;
741 #else
742 #ifndef INET6
743                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
744 #else
745                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
746                            M_PKTHDR, NULL);
747 #endif
748                 if (m == NULL) {
749                         error = ENOBUFS;
750                         goto out;
751                 }
752                 m->m_data += max_linkhdr;
753                 m->m_len = hdrlen;
754                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
755                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
756                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
757                         m->m_len += len;
758                 } else {
759                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
760                         if (m->m_next == NULL) {
761                                 m_free(m);
762                                 error = ENOBUFS;
763                                 goto out;
764                         }
765                 }
766 #endif
767                 /*
768                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
769                  * (This will keep happy those implementations which only
770                  * give data to the user when a buffer fills or
771                  * a PUSH comes in.)
772                  */
773                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
774                         flags |= TH_PUSH;
775         } else {
776                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
777                         tcpstat.tcps_sndacks++;
778                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
779                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
780                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
781                         tcpstat.tcps_sndurg++;
782                 else
783                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
784
785                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
786                 if (m == NULL) {
787                         error = ENOBUFS;
788                         goto out;
789                 }
790                 if (isipv6 &&
791                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
792                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
793                 else
794                         m->m_data += max_linkhdr;
795                 m->m_len = hdrlen;
796         }
797         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
798         if (isipv6) {
799                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
800                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
801                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
802         } else {
803                 ip = mtod(m, struct ip *);
804                 ipov = (struct ipovly *)ip;
805                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
806                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
807                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
808         }
809
810         /*
811          * Fill in fields, remembering maximum advertised
812          * window for use in delaying messages about window sizes.
813          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
814          */
815         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
816             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
817                 tp->snd_nxt--;
818         /*
819          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
820          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
821          * packets, we do not want the sequence number of the
822          * retransmitted packet, we want the sequence number
823          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
824          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
825          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
826          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
827          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
828          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
829          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
830          */
831         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
832             tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
833                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
834         else
835                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
836         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
837         if (optlen) {
838                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
839                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
840         }
841         th->th_flags = flags;
842         /*
843          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
844          * but avoid silly window syndrome.
845          */
846         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
847             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
848                 recvwin = 0;
849         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
850                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
851         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
852                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
853         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
854
855         /*
856          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
857          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
858          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
859          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
860          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
861          * the connection.
862          */
863         if (recvwin == 0)
864                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
865         else
866                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
867
868         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
869                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
870                 th->th_flags |= TH_URG;
871         } else {
872                 /*
873                  * If no urgent pointer to send, then we pull
874                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
875                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
876                  * number wraparound.
877                  */
878                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
879         }
880
881         /*
882          * Put TCP length in extended header, and then
883          * checksum extended header and data.
884          */
885         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
886         if (isipv6) {
887                 /*
888                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
889                  * in ip6_output().
890                  */
891                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
892                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
893         } else {
894                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
895                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
896                 if (len + optlen)
897                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
898                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
899
900                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
901                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
902                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
903         }
904
905         /*
906          * In transmit state, time the transmission and arrange for
907          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
908          */
909         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
910             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
911                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
912
913                 /*
914                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
915                  */
916                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
917                         if (flags & TH_SYN)
918                                 tp->snd_nxt++;
919                         if (flags & TH_FIN) {
920                                 tp->snd_nxt++;
921                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
922                         }
923                 }
924                 tp->snd_nxt += len;
925                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
926                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
927                         /*
928                          * Time this transmission if not a retransmission and
929                          * not currently timing anything.
930                          */
931                         if (tp->t_rtttime == 0) {
932                                 tp->t_rtttime = ticks;
933                                 tp->t_rtseq = startseq;
934                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
935                         }
936                 }
937
938                 /*
939                  * Set retransmit timer if not currently set,
940                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
941                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
942                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
943                  * Initialize shift counter which is used for backoff
944                  * of retransmit time.
945                  */
946                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
947                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
948                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
949                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
950                                 tp->t_rxtshift = 0;
951                         }
952                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
953                             tcp_timer_rexmt);
954                 }
955         } else {
956                 /*
957                  * Persist case, update snd_max but since we are in
958                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
959                  */
960                 int xlen = len;
961                 if (flags & TH_SYN)
962                         ++xlen;
963                 if (flags & TH_FIN) {
964                         ++xlen;
965                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
966                 }
967                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
968                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
969         }
970
971 #ifdef TCPDEBUG
972         /*
973          * Trace.
974          */
975         if (so->so_options & SO_DEBUG)
976                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
977 #endif
978
979         /*
980          * Fill in IP length and desired time to live and
981          * send to IP level.  There should be a better way
982          * to handle ttl and tos; we could keep them in
983          * the template, but need a way to checksum without them.
984          */
985         /*
986          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
987          * because in6_cksum() need it.
988          */
989         if (isipv6) {
990                 /*
991                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
992                  * user might want to change the value via setsockopt.
993                  * Also, desired default hop limit might be changed via
994                  * Neighbor Discovery.
995                  */
996                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
997                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
998                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
999
1000                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1001                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
1002                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
1003                                    inp);
1004         } else {
1005                 struct rtentry *rt;
1006                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1007 #ifdef INET6
1008                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1009                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
1010                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1011                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1012                 else
1013 #endif
1014                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1015
1016                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1017                 /*
1018                  * See if we should do MTU discovery.
1019                  * We do it only if the following are true:
1020                  *      1) we have a valid route to the destination
1021                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
1022                  *         then discovery has been disabled)
1023                  */
1024                 if (path_mtu_discovery &&
1025                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1026                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1027                         ip->ip_off |= IP_DF;
1028
1029                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1030                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1031                                   IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1032         }
1033         if (error) {
1034
1035                 /*
1036                  * We know that the packet was lost, so back out the
1037                  * sequence number advance, if any.
1038                  */
1039                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1040                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1041                         /*
1042                          * No need to check for TH_FIN here because
1043                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1044                          */
1045                         if (!(flags & TH_SYN))
1046                                 tp->snd_nxt -= len;
1047                 }
1048
1049 out:
1050                 if (error == ENOBUFS) {
1051                         /*
1052                          * If we can't send, make sure there is something
1053                          * to get us going again later.  Persist state
1054                          * is not necessarily right, but it is close enough.
1055                          */
1056                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1057                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1058                                 tp->t_rxtshift = 0;
1059                                 tcp_setpersist(tp);
1060                         }
1061                         tcp_quench(inp, 0);
1062                         return (0);
1063                 }
1064                 if (error == EMSGSIZE) {
1065                         /*
1066                          * ip_output() will have already fixed the route
1067                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1068                          * initiate retransmission, so it is important to
1069                          * not do so here.
1070                          */
1071                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1072                         return 0;
1073                 }
1074                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1075                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1076                         tp->t_softerror = error;
1077                         return (0);
1078                 }
1079                 return (error);
1080         }
1081         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1082
1083         /*
1084          * Data sent (as far as we can tell).
1085          * If this advertises a larger window than any other segment,
1086          * then remember the size of the advertised window.
1087          * Any pending ACK has now been sent.
1088          */
1089         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
1090                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1091         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1092         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1093         if (tcp_delack_enabled)
1094                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1095         if (sendalot)
1096                 goto again;
1097         return (0);
1098 }
1099
1100 void
1101 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1102 {
1103         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1104         int tt;
1105
1106         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1107                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1108         /*
1109          * Start/restart persistance timer.
1110          */
1111         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1112                       TCPTV_PERSMAX);
1113         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1114         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1115                 tp->t_rxtshift++;
1116 }