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) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
  36  *
  37  * License terms: all terms for the DragonFly license above plus the following:
  38  *
  39  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this software
  40  *    must display the following acknowledgement:
  41  *
  42  *      This product includes software developed by Jeffrey M. Hsu
  43  *      for the DragonFly Project.
  44  *
  45  *    This requirement may be waived with permission from Jeffrey Hsu.
  46  *    This requirement will sunset and may be removed on July 8 2005,
  47  *    after which the standard DragonFly license (as shown above) will
  48  *    apply.
  49  */
  50
  51 /*
  52  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
  53  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  54  *
  55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  56  * modification, are permitted provided that the following conditions
  57  * are met:
  58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  63  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  64  *    must display the following acknowledgement:
  65  *      This product includes software developed by the University of
  66  *      California, Berkeley and its contributors.
  67  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  68  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  69  *    without specific prior written permission.
  70  *
  71  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  72  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  73  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  74  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  75  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  76  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  77  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  78  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  79  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  80  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  81  * SUCH DAMAGE.
  82  *
  83  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  84  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
  85  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.15 2004/07/08 22:07:35 hsu Exp $
  86  */
  87
  88 #include "opt_inet6.h"
  89 #include "opt_ipsec.h"
  90 #include "opt_tcpdebug.h"
  91
  92 #include <sys/param.h>
  93 #include <sys/systm.h>
  94 #include <sys/kernel.h>
  95 #include <sys/sysctl.h>
  96 #include <sys/mbuf.h>
  97 #include <sys/domain.h>
  98 #include <sys/protosw.h>
  99 #include <sys/socket.h>
 100 #include <sys/socketvar.h>
 101 #include <sys/in_cksum.h>
 102 #include <sys/thread.h>
 103 #include <sys/globaldata.h>
 104
 105 #include <net/route.h>
 106
 107 #include <netinet/in.h>
 108 #include <netinet/in_systm.h>
 109 #include <netinet/ip.h>
 110 #include <netinet/in_pcb.h>
 111 #include <netinet/ip_var.h>
 112 #include <netinet6/in6_pcb.h>
 113 #include <netinet/ip6.h>
 114 #include <netinet6/ip6_var.h>
 115 #include <netinet/tcp.h>
 116 #define TCPOUTFLAGS
 117 #include <netinet/tcp_fsm.h>
 118 #include <netinet/tcp_seq.h>
 119 #include <netinet/tcp_timer.h>
 120 #include <netinet/tcp_var.h>
 121 #include <netinet/tcpip.h>
 122 #ifdef TCPDEBUG
 123 #include <netinet/tcp_debug.h>
 124 #endif
 125
 126 #ifdef IPSEC
 127 #include <netinet6/ipsec.h>
 128 #endif /*IPSEC*/
 129
 130 #ifdef FAST_IPSEC
 131 #include <netipsec/ipsec.h>
 132 #define IPSEC
 133 #endif /*FAST_IPSEC*/
 134
 135 #ifdef notyet
 136 extern struct mbuf *m_copypack();
 137 #endif
 138
 139 int path_mtu_discovery = 1;
 140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 141         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 142
 143 int ss_fltsz = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 145         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
 146
 147 int ss_fltsz_local = 4;
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 149         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 150
 151 int     tcp_do_newreno = 1;
 152 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, newreno, CTLFLAG_RW, &tcp_do_newreno,
 153         0, "Enable NewReno Algorithms");
 154
 155 /*
 156  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 157  */
 158 int
 159 tcp_output(tp)
 160         struct tcpcb *tp;
 161 {
 162         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 163         struct socket *so = inp->inp_socket;
 164         long len, recvwin, sendwin;
 165         int off, flags, error;
 166         struct mbuf *m;
 167         struct ip *ip = NULL;
 168         struct ipovly *ipov = NULL;
 169         struct tcphdr *th;
 170         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 171         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 172         int idle, sendalot;
 173         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 174 #ifdef INET6
 175         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 176 #else
 177         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 178 #endif
 179         struct rmxp_tao *taop;
 180
 181         /*
 182          * Determine length of data that should be transmitted,
 183          * and flags that will be used.
 184          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 185          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 186          */
 187         if ((tp->snd_max == tp->snd_una) &&
 188             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 189                 /*
 190                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 191                  * expected to clock out any data we send --
 192                  * slow start to get ack "clock" running again.
 193                  *
 194                  * Set the slow-start flight size depending on whether
 195                  * this is a local network or not.
 196                  */
 197                 if ((isipv6 && in6_localaddr(&inp->in6p_faddr)) ||
 198                     (!isipv6 && in_localaddr(inp->inp_faddr)))
 199                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz_local;
 200                 else
 201                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz;
 202         }
 203         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 204         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 205                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 206         else
 207                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 208
 209 again:
 210         sendalot = 0;
 211         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 212         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 213         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 214
 215         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 216         /*
 217          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 218          * state flags.
 219          */
 220         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 221                 flags |= TH_FIN;
 222         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 223                 flags |= TH_SYN;
 224
 225         /*
 226          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 227          * Otherwise, if window is small but nonzero
 228          * and timer expired, we will send what we can
 229          * and go to transmit state.
 230          */
 231         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 232                 if (sendwin == 0) {
 233                         /*
 234                          * If we still have some data to send, then
 235                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 236                          * happen below when it realizes that we
 237                          * aren't sending all the data.  However,
 238                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 239                          * then it won't clear the FIN bit below,
 240                          * and if we are in persist state, we wind
 241                          * up sending the packet without recording
 242                          * that we sent the FIN bit.
 243                          *
 244                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 245                          * because if we don't have any more data
 246                          * to send then the probe will be the FIN
 247                          * itself.
 248                          */
 249                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 250                                 flags &= ~TH_FIN;
 251                         sendwin = 1;
 252                 } else {
 253                         callout_stop(tp->tt_persist);
 254                         tp->t_rxtshift = 0;
 255                 }
 256         }
 257
 258         /*
 259          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 260          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 261          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 262          * its congestion window while receiving additional duplicate
 263          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 264          * to snd_max after the fast-retransmit.
 265          *
 266          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 267          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 268          * wind up 0.
 269          */
 270         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 271
 272         /*
 273          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 274          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 275          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 276          */
 277         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 278                 flags &= ~TH_SYN;
 279                 off--, len++;
 280                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 281                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 282                      taop->tao_ccsent == 0))
 283                         return 0;
 284         }
 285
 286         /*
 287          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 288          * in cases when no CC option will be sent.
 289          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 290          * with not fully conformant TCP implementations.
 291          */
 292         if ((flags & TH_SYN) &&
 293             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 294              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 295                 len = 0;
 296                 flags &= ~TH_FIN;
 297         }
 298
 299         if (len < 0) {
 300                 /*
 301                  * If FIN has been sent but not acked,
 302                  * but we haven't been called to retransmit,
 303                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 304                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 305                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 306                  * to (closed) window, and set the persist timer
 307                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 308                  * close completely, just wait for an ACK.
 309                  */
 310                 len = 0;
 311                 if (sendwin == 0) {
 312                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 313                         tp->t_rxtshift = 0;
 314                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 315                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 316                                 tcp_setpersist(tp);
 317                 }
 318         }
 319
 320         /*
 321          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 322          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 323          * no longer contains the last data byte.
 324          */
 325         if (len > tp->t_maxseg) {
 326                 len = tp->t_maxseg;
 327                 sendalot = 1;
 328         }
 329         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 330                 flags &= ~TH_FIN;
 331
 332         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 333
 334         /*
 335          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 336          * conditions when len is non-zero:
 337          *
 338          *      - We have a full segment
 339          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 340          *        either idle or running NODELAY
 341          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 342          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 343          *        data (receiver may be limited the window size)
 344          *      - we need to retransmit
 345          */
 346         if (len) {
 347                 if (len == tp->t_maxseg)
 348                         goto send;
 349                 /*
 350                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 351                  * end may occur synchronously with the output and cause
 352                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 353                  *
 354                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 355                  */
 356                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 357                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 358                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 359                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 360                         goto send;
 361                 }
 362                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 363                         goto send;
 364                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 365                         goto send;
 366                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 367                         goto send;
 368         }
 369
 370         /*
 371          * Compare available window to amount of window
 372          * known to peer (as advertised window less
 373          * next expected input).  If the difference is at least two
 374          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 375          * window, then want to send a window update to peer.
 376          */
 377         if (recvwin > 0) {
 378                 /*
 379                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 380                  * taking into account that we are limited by
 381                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 382                  */
 383                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 384                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 385
 386                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 387                         goto send;
 388                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 389                         goto send;
 390         }
 391
 392         /*
 393          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 394          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 395          */
 396         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 397                 goto send;
 398         if ((flags & TH_RST) ||
 399             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 400                 goto send;
 401         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 402                 goto send;
 403         /*
 404          * If our state indicates that FIN should be sent
 405          * and we have not yet done so, then we need to send.
 406          */
 407         if (flags & TH_FIN &&
 408             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 409                 goto send;
 410
 411         /*
 412          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 413          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 414          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 415          *      idle                    not doing retransmits or persists
 416          *      persisting              to move a small or zero window
 417          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 418          *
 419          * callout_active(tp->tt_persist)
 420          *      is true when we are in persist state.
 421          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 422          *      is set when we are called to send a persist packet.
 423          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 424          *      is set when we are retransmitting
 425          * The output side is idle when both timers are zero.
 426          *
 427          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 428          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 429          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 430          * if window is nonzero, transmit what we can,
 431          * otherwise force out a byte.
 432          */
 433         if (so->so_snd.sb_cc && !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 434             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 435                 tp->t_rxtshift = 0;
 436                 tcp_setpersist(tp);
 437         }
 438
 439         /*
 440          * No reason to send a segment, just return.
 441          */
 442         return (0);
 443
 444 send:
 445         /*
 446          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 447          * unless TCP set not to do any options.
 448          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 449          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 450          * link header, i.e.
 451          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 452          */
 453         optlen = 0;
 454         if (isipv6)
 455                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 456         else
 457                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 458         if (flags & TH_SYN) {
 459                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 460                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 461                         u_short mss;
 462
 463                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 464                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 465                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 466                         (void)memcpy(opt + 2, &mss, sizeof(mss));
 467                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 468
 469                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 470                             (!(flags & TH_ACK) ||
 471                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 472                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 473                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 474                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 475                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 476                                         tp->request_r_scale);
 477                                 optlen += 4;
 478                         }
 479                 }
 480         }
 481
 482         /*
 483          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 484          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 485          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 486          */
 487         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP|TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 488             !(flags & TH_RST) &&
 489             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 490                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 491
 492                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 493                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 494                 *lp++ = htonl(ticks);
 495                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 496                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 497         }
 498
 499         /*
 500          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 501          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 502          */
 503         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC|TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 504              !(flags & TH_RST)) {
 505                 switch (flags & (TH_SYN|TH_ACK)) {
 506                 /*
 507                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 508                  * from our peer.
 509                  */
 510                 case TH_ACK:
 511                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 512                                 break;
 513                         /*FALLTHROUGH*/
 514
 515                 /*
 516                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 517                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 518                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 519                  * do this if our peer understands T/TCP.
 520                  */
 521                 case 0:
 522                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 523                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 524                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 525                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 526                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 527
 528                         optlen += 4;
 529                         break;
 530
 531                 /*
 532                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 533                  * CC or CC.new.
 534                  */
 535                 case TH_SYN:
 536                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 537                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 538                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 539                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 540                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 541                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 542                         optlen += 4;
 543                         break;
 544
 545                 /*
 546                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 547                  * CC from our peer.
 548                  */
 549                 case (TH_SYN|TH_ACK):
 550                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 551                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 552                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 553                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 554                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 555                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 556                                         htonl(tp->cc_send);
 557                                 optlen += 4;
 558                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 559                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 560                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 561                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 562                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 563                                         htonl(tp->cc_recv);
 564                                 optlen += 4;
 565                         }
 566                         break;
 567                 }
 568         }
 569
 570         hdrlen += optlen;
 571
 572         if (isipv6)
 573                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 574         else {
 575                 if (inp->inp_options) {
 576                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 577                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 578                 } else {
 579                         ipoptlen = 0;
 580                 }
 581         }
 582 #ifdef IPSEC
 583         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 584 #endif
 585
 586         /*
 587          * Adjust data length if insertion of options will
 588          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 589          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 590          * the segment.
 591          */
 592         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 593                 /*
 594                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 595                  */
 596                 flags &= ~TH_FIN;
 597                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 598                 sendalot = 1;
 599         }
 600
 601 #ifdef INET6
 602         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 603 #else
 604         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 605 #endif
 606
 607         /*
 608          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 609          * be transmitted, and initialize the header from
 610          * the template for sends on this connection.
 611          */
 612         if (len) {
 613                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 614                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 615                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 616                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 617                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 618                 } else {
 619                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 620                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 621                 }
 622 #ifdef notyet
 623                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
 624                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
 625                         error = ENOBUFS;
 626                         goto out;
 627                 }
 628                 /*
 629                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 630                  */
 631                 m->m_len += hdrlen;
 632                 m->m_data -= hdrlen;
 633 #else
 634                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 635                 if (m == NULL) {
 636                         error = ENOBUFS;
 637                         goto out;
 638                 }
 639 #ifdef INET6
 640                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 641                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 642                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 643                                 m_freem(m);
 644                                 error = ENOBUFS;
 645                                 goto out;
 646                         }
 647                 }
 648 #endif
 649                 m->m_data += max_linkhdr;
 650                 m->m_len = hdrlen;
 651                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 652                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 653                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 654                         m->m_len += len;
 655                 } else {
 656                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 657                         if (m->m_next == 0) {
 658                                 (void) m_free(m);
 659                                 error = ENOBUFS;
 660                                 goto out;
 661                         }
 662                 }
 663 #endif
 664                 /*
 665                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 666                  * (This will keep happy those implementations which only
 667                  * give data to the user when a buffer fills or
 668                  * a PUSH comes in.)
 669                  */
 670                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 671                         flags |= TH_PUSH;
 672         } else {
 673                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 674                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 675                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 676                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 677                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 678                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 679                 else
 680                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 681
 682                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 683                 if (m == NULL) {
 684                         error = ENOBUFS;
 685                         goto out;
 686                 }
 687                 if (isipv6 &&
 688                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 689                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 690                 else
 691                         m->m_data += max_linkhdr;
 692                 m->m_len = hdrlen;
 693         }
 694         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 695         if (isipv6) {
 696                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 697                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 698                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 699         } else {
 700                 ip = mtod(m, struct ip *);
 701                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 702                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 703                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 704                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 705         }
 706
 707         /*
 708          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 709          * window for use in delaying messages about window sizes.
 710          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 711          */
 712         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 713             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 714                 tp->snd_nxt--;
 715         /*
 716          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 717          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 718          * packets, we do not want the sequence number of the
 719          * retransmitted packet, we want the sequence number
 720          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 721          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 722          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 723          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 724          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 725          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 726          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 727          */
 728         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 729                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 730         else
 731                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 732         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 733         if (optlen) {
 734                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 735                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 736         }
 737         th->th_flags = flags;
 738         /*
 739          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 740          * but avoid silly window syndrome.
 741          */
 742         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 743             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 744                 recvwin = 0;
 745         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 746                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 747         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 748                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 749         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 750
 751         /*
 752          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 753          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 754          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 755          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 756          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 757          * the connection.
 758          */
 759         if (recvwin == 0)
 760                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 761         else
 762                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 763
 764         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 765                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 766                 th->th_flags |= TH_URG;
 767         } else {
 768                 /*
 769                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 770                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 771                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 772                  * number wraparound.
 773                  */
 774                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 775         }
 776
 777         /*
 778          * Put TCP length in extended header, and then
 779          * checksum extended header and data.
 780          */
 781         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 782         if (isipv6) {
 783                 /*
 784                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 785                  * in ip6_output.
 786                  */
 787                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 788                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 789         } else {
 790                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 791                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 792                 if (len + optlen)
 793                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 794                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 795
 796                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 797                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 798                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 799         }
 800
 801         /*
 802          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 803          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 804          */
 805         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 806                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 807
 808                 /*
 809                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 810                  */
 811                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
 812                         if (flags & TH_SYN)
 813                                 tp->snd_nxt++;
 814                         if (flags & TH_FIN) {
 815                                 tp->snd_nxt++;
 816                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 817                         }
 818                 }
 819                 tp->snd_nxt += len;
 820                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 821                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 822                         /*
 823                          * Time this transmission if not a retransmission and
 824                          * not currently timing anything.
 825                          */
 826                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 827                                 tp->t_rtttime = ticks;
 828                                 tp->t_rtseq = startseq;
 829                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 830                         }
 831                 }
 832
 833                 /*
 834                  * Set retransmit timer if not currently set,
 835                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 836                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 837                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 838                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 839                  * of retransmit time.
 840                  */
 841                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 842                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 843                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 844                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 845                                 tp->t_rxtshift = 0;
 846                         }
 847                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 848                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 849                 }
 850         } else {
 851                 /*
 852                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 853                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 854                  */
 855                 int xlen = len;
 856                 if (flags & TH_SYN)
 857                         ++xlen;
 858                 if (flags & TH_FIN) {
 859                         ++xlen;
 860                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 861                 }
 862                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 863                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 864         }
 865
 866 #ifdef TCPDEBUG
 867         /*
 868          * Trace.
 869          */
 870         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 871                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 872 #endif
 873
 874         /*
 875          * Fill in IP length and desired time to live and
 876          * send to IP level.  There should be a better way
 877          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 878          * the template, but need a way to checksum without them.
 879          */
 880         /*
 881          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 882          * because in6_cksum() need it.
 883          */
 884         if (isipv6) {
 885                 /*
 886                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 887                  * user might want to change the value via setsockopt.
 888                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 889                  * Neighbor Discovery.
 890                  */
 891                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 892                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 893                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 894
 895                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 896                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 897                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL, inp);
 898         } else {
 899                 struct rtentry *rt;
 900                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 901 #ifdef INET6
 902                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 903                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 904                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 905                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 906                 else
 907 #endif
 908                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 909
 910                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 911                 /*
 912                  * See if we should do MTU discovery.
 913                  * We do it only if the following are true:
 914                  *      1) we have a valid route to the destination
 915                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 916                  *         then discovery has been disabled)
 917                  */
 918                 if (path_mtu_discovery &&
 919                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 920                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 921                         ip->ip_off |= IP_DF;
 922
 923                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 924                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 925         }
 926         if (error) {
 927
 928                 /*
 929                  * We know that the packet was lost, so back out the
 930                  * sequence number advance, if any.
 931                  */
 932                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 933                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 934                         /*
 935                          * No need to check for TH_FIN here because
 936                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 937                          */
 938                         if (!(flags & TH_SYN))
 939                                 tp->snd_nxt -= len;
 940                 }
 941
 942 out:
 943                 if (error == ENOBUFS) {
 944                         /*
 945                          * If we can't send, make sure there is something
 946                          * to get us going again later.  Persist state
 947                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 948                          */
 949                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 950                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 951                                 tp->t_rxtshift = 0;
 952                                 tcp_setpersist(tp);
 953                         }
 954                         tcp_quench(inp, 0);
 955                         return (0);
 956                 }
 957                 if (error == EMSGSIZE) {
 958                         /*
 959                          * ip_output() will have already fixed the route
 960                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
 961                          * initiate retransmission, so it is important to
 962                          * not do so here.
 963                          */
 964                         tcp_mtudisc(inp, 0);
 965                         return 0;
 966                 }
 967                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
 968                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
 969                         tp->t_softerror = error;
 970                         return (0);
 971                 }
 972                 return (error);
 973         }
 974         tcpstat.tcps_sndtotal++;
 975
 976         /*
 977          * Data sent (as far as we can tell).
 978          * If this advertises a larger window than any other segment,
 979          * then remember the size of the advertised window.
 980          * Any pending ACK has now been sent.
 981          */
 982         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
 983                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
 984         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
 985         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
 986         if (tcp_delack_enabled)
 987                 callout_stop(tp->tt_delack);
 988         if (sendalot)
 989                 goto again;
 990         return (0);
 991 }
 992
 993 void
 994 tcp_setpersist(tp)
 995         struct tcpcb *tp;
 996 {
 997         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
 998         int tt;
 999
1000         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1001                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1002         /*
1003          * Start/restart persistance timer.
1004          */
1005         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1006                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1007         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1008         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1009                 tp->t_rxtshift++;
1010 }