tcp: Don't allow persist timer if TCP connection is not established yet
[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_inet.h"
72 #include "opt_inet6.h"
73 #include "opt_ipsec.h"
74 #include "opt_tcpdebug.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/sysctl.h>
80 #include <sys/mbuf.h>
81 #include <sys/domain.h>
82 #include <sys/protosw.h>
83 #include <sys/socket.h>
84 #include <sys/socketvar.h>
85 #include <sys/in_cksum.h>
86 #include <sys/thread.h>
87 #include <sys/globaldata.h>
88
89 #include <net/route.h>
90
91 #include <netinet/in.h>
92 #include <netinet/in_systm.h>
93 #include <netinet/ip.h>
94 #include <netinet/in_pcb.h>
95 #include <netinet/ip_var.h>
96 #include <netinet6/in6_pcb.h>
97 #include <netinet/ip6.h>
98 #include <netinet6/ip6_var.h>
99 #include <netinet/tcp.h>
100 #define TCPOUTFLAGS
101 #include <netinet/tcp_fsm.h>
102 #include <netinet/tcp_seq.h>
103 #include <netinet/tcp_timer.h>
104 #include <netinet/tcp_timer2.h>
105 #include <netinet/tcp_var.h>
106 #include <netinet/tcpip.h>
107 #ifdef TCPDEBUG
108 #include <netinet/tcp_debug.h>
109 #endif
110
111 #ifdef IPSEC
112 #include <netinet6/ipsec.h>
113 #endif /*IPSEC*/
114
115 #ifdef FAST_IPSEC
116 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
117 #define IPSEC
118 #endif /*FAST_IPSEC*/
119
120 #ifdef notyet
121 extern struct mbuf *m_copypack();
122 #endif
123
124 int path_mtu_discovery = 0;
125 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
126         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
127
128 static int avoid_pure_win_update = 1;
129 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
130         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
131
132 int tcp_do_autosndbuf = 1;
133 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
134     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
135
136 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
137 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
138     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
139
140 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
141 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
142     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
143
144 /*
145  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
146  */
147 int
148 tcp_output(struct tcpcb *tp)
149 {
150         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
151         struct socket *so = inp->inp_socket;
152         long len, recvwin, sendwin;
153         int nsacked = 0;
154         int off, flags, error;
155 #ifdef TCP_SIGNATURE
156         int sigoff = 0;
157 #endif
158         struct mbuf *m;
159         struct ip *ip = NULL;
160         struct ipovly *ipov = NULL;
161         struct tcphdr *th;
162         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
163         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
164         int idle;
165         boolean_t sendalot;
166         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
167 #ifdef INET6
168         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
169 #else
170         const boolean_t isipv6 = FALSE;
171 #endif
172
173         KKASSERT(so->so_port == &curthread->td_msgport);
174
175         /*
176          * Determine length of data that should be transmitted,
177          * and flags that will be used.
178          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
179          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
180          */
181
182         /*
183          * If we have been idle for a while, the send congestion window
184          * could be no longer representative of the current state of the link.
185          * So unless we are expecting more acks to come in, slow-start from
186          * scratch to re-determine the send congestion window.
187          */
188         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
189             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
190                 if (tcp_do_rfc3390) {
191                         int initial_cwnd =
192                             min(4 * tp->t_maxseg, max(2 * tp->t_maxseg, 4380));
193
194                         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
195                 } else {
196                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
197                 }
198                 tp->snd_wacked = 0;
199         }
200
201         /*
202          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
203          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
204          */
205         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
206         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
207                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
208         else
209                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
210
211         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
212             !IN_FASTRECOVERY(tp))
213                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
214
215 again:
216         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
217         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
218             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
219                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
220
221                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
222                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
223         }
224
225         sendalot = FALSE;
226         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
227         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
228         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
229
230         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
231         /*
232          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
233          * state flags.
234          */
235         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
236                 flags |= TH_FIN;
237         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
238                 flags |= TH_SYN;
239
240         /*
241          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
242          * Otherwise, if window is small but nonzero
243          * and timer expired, we will send what we can
244          * and go to transmit state.
245          */
246         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
247                 if (sendwin == 0) {
248                         /*
249                          * If we still have some data to send, then
250                          * clear the FIN bit.  Usually this would
251                          * happen below when it realizes that we
252                          * aren't sending all the data.  However,
253                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
254                          * then it won't clear the FIN bit below,
255                          * and if we are in persist state, we wind
256                          * up sending the packet without recording
257                          * that we sent the FIN bit.
258                          *
259                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
260                          * because if we don't have any more data
261                          * to send then the probe will be the FIN
262                          * itself.
263                          */
264                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
265                                 flags &= ~TH_FIN;
266                         sendwin = 1;
267                 } else {
268                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
269                         tp->t_rxtshift = 0;
270                 }
271         }
272
273         /*
274          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
275          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
276          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
277          * its congestion window while receiving additional duplicate
278          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
279          * to snd_max after the fast-retransmit.
280          *
281          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
282          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
283          * wind up 0.
284          */
285         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
286
287         /*
288          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
289          * is SYN-SENT state and if segment contains data, suppress sending
290          * segment (sending the segment would be an option if we still
291          * did TAO and the remote host supported it).
292          */
293         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
294                 flags &= ~TH_SYN;
295                 off--, len++;
296                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
297                         return 0;
298         }
299
300         /*
301          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
302          * This measure is needed to prevent interoperability problems
303          * with not fully conformant TCP implementations.
304          */
305         if (flags & TH_SYN) {
306                 len = 0;
307                 flags &= ~TH_FIN;
308         }
309
310         if (len < 0) {
311                 /*
312                  * If FIN has been sent but not acked,
313                  * but we haven't been called to retransmit,
314                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
315                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
316                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
317                  * to (closed) window, and set the persist timer
318                  * if it isn't already going.  If the window didn't
319                  * close completely, just wait for an ACK.
320                  */
321                 len = 0;
322                 if (sendwin == 0) {
323                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
324                         tp->t_rxtshift = 0;
325                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
326                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
327                                 tcp_setpersist(tp);
328                 }
329         }
330
331         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
332         /*
333          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
334          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
335          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
336          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
337          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
338          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
339          * especially with many connections on busy servers.
340          *
341          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
342          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
343          *     (with a fudge factor of 5/4th);
344          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
345          *     have data to make use of it);
346          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
347          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
348          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
349          *
350          * The remote host receive window scaling factor may limit the
351          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
352          * maximum.
353          *
354          * It scales directly with slow start or congestion window
355          * and does at most one step per received ACK.  This fast
356          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
357          * what is strictly necessary to make full use of a given
358          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
359          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
360          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
361          * socket buffer memory.
362          *
363          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
364          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
365          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
366          */
367         if (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
368                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
369                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
370                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
371                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
372                         u_long newsize;
373
374                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
375                                          tcp_autosndbuf_inc,
376                                         tcp_autosndbuf_max);
377                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
378                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
379                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
380                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
381                 }
382         }
383
384         /*
385          * Truncate to the maximum segment length and ensure that FIN is
386          * removed if the length no longer contains the last data byte.
387          */
388         if (len > tp->t_maxseg) {
389                 len = tp->t_maxseg;
390                 sendalot = TRUE;
391         }
392         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
393                 flags &= ~TH_FIN;
394
395         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
396
397         /*
398          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
399          * conditions when len is non-zero:
400          *
401          *      - We have a full segment
402          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
403          *        either idle or running NODELAY
404          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
405          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
406          *        data (receiver may be limiting the window size)
407          *      - we need to retransmit
408          */
409         if (len) {
410                 if (len == tp->t_maxseg)
411                         goto send;
412                 /*
413                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
414                  * end may occur synchronously with the output and cause
415                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
416                  *
417                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
418                  */
419                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
420                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
421                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
422                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
423                         goto send;
424                 }
425                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
426                         goto send;
427                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
428                         goto send;
429                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
430                         goto send;
431         }
432
433         /*
434          * Compare available window to amount of window
435          * known to peer (as advertised window less
436          * next expected input).  If the difference is at least two
437          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
438          * window, then want to send a window update to peer.
439          */
440         if (recvwin > 0) {
441                 /*
442                  * "adv" is the amount we can increase the window,
443                  * taking into account that we are limited by
444                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
445                  */
446                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
447                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
448                 long hiwat;
449
450                 /*
451                  * This ack case typically occurs when the user has drained
452                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
453                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
454                  * ONLY updates the tcp window.
455                  *
456                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
457                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
458                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
459                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
460                  * The 2-segment pure window update will often add a large
461                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
462                  *
463                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
464                  */
465                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
466                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
467                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg)) {
468                                 goto send;
469                         }
470                 }
471                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
472                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
473                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
474                 if (adv >= hiwat / 2)
475                         goto send;
476         }
477
478         /*
479          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
480          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
481          */
482         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
483                 goto send;
484         if ((flags & TH_RST) ||
485             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
486                 goto send;
487         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
488                 goto send;
489         /*
490          * If our state indicates that FIN should be sent
491          * and we have not yet done so, then we need to send.
492          */
493         if (flags & TH_FIN &&
494             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
495                 goto send;
496
497         /*
498          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
499          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
500          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
501          *      idle                    not doing retransmits or persists
502          *      persisting              to move a small or zero window
503          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
504          *
505          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
506          *      is true when we are in persist state.
507          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
508          *      is set when we are called to send a persist packet.
509          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
510          *      is set when we are retransmitting
511          * The output side is idle when both timers are zero.
512          *
513          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
514          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
515          * If nothing happens soon, send when timer expires:
516          * if window is nonzero, transmit what we can,
517          * otherwise force out a byte.
518          */
519         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
520             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
521             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
522                 tp->t_rxtshift = 0;
523                 tcp_setpersist(tp);
524         }
525
526         /*
527          * No reason to send a segment, just return.
528          */
529         return (0);
530
531 send:
532         /*
533          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
534          * unless TCP set not to do any options.
535          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
536          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
537          * link header, i.e.
538          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
539          */
540         optlen = 0;
541         if (isipv6)
542                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
543         else
544                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
545         if (flags & TH_SYN) {
546                 tp->snd_nxt = tp->iss;
547                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
548                         u_short mss;
549
550                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
551                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
552                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
553                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
554                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
555
556                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
557                             (!(flags & TH_ACK) ||
558                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
559                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
560                                         TCPOPT_NOP << 24 |
561                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
562                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
563                                         tp->request_r_scale);
564                                 optlen += 4;
565                         }
566
567                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
568                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
569                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
570
571                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
572                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
573                         }
574                 }
575         }
576
577         /*
578          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
579          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
580          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
581          */
582         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
583             !(flags & TH_RST) &&
584             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
585                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
586
587                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
588                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
589                 *lp++ = htonl(ticks);
590                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
591                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
592         }
593
594         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
595         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
596                 tp->rfbuf_ts = ticks;
597
598         /*
599          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
600          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
601          */
602         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
603                 TF_SACK_PERMITTED &&
604             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
605              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
606                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
607
608 #ifdef TCP_SIGNATURE
609         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
610                 int i;
611                 u_char *bp;
612                 /*
613                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
614                  */
615                 bp = (u_char *)opt + optlen;
616                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
617                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
618                 sigoff = optlen + 2;
619                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
620                         *bp++ = 0;
621                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
622                 /*
623                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
624                  */
625                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
626                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
627                 optlen += 2;
628         }
629 #endif /* TCP_SIGNATURE */
630         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
631         hdrlen += optlen;
632
633         if (isipv6) {
634                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
635         } else {
636                 if (inp->inp_options) {
637                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
638                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
639                 } else {
640                         ipoptlen = 0;
641                 }
642         }
643 #ifdef IPSEC
644         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
645 #endif
646
647         /*
648          * Adjust data length if insertion of options will bump the packet
649          * length beyond the t_maxopd length.  Clear FIN to prevent premature
650          * closure since there is still more data to send after this (now
651          * truncated) packet.
652          *
653          * If just the options do not fit we are in a no-win situation and
654          * we treat it as an unreachable host.
655          */
656         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
657                 if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
658                         static time_t last_optlen_report;
659
660                         if (last_optlen_report != time_second) {
661                                 last_optlen_report = time_second;
662                                 kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too small to hold options!\n", tp, tp->t_maxopd);
663                         }
664                         error = EHOSTUNREACH;
665                         goto out;
666                 } else {
667                         flags &= ~TH_FIN;
668                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
669                         sendalot = TRUE;
670                 }
671         }
672
673 #ifdef INET6
674         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
675 #else
676         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
677 #endif
678
679         /*
680          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
681          * be transmitted, and initialize the header from
682          * the template for sends on this connection.
683          */
684         if (len) {
685                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
686                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
687                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
688                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
689                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
690                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
691                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
692                 } else {
693                         tcpstat.tcps_sndpack++;
694                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
695                 }
696 #ifdef notyet
697                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
698                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
699                         error = ENOBUFS;
700                         goto out;
701                 }
702                 /*
703                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
704                  */
705                 m->m_len += hdrlen;
706                 m->m_data -= hdrlen;
707 #else
708 #ifndef INET6
709                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
710 #else
711                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
712                            M_PKTHDR, NULL);
713 #endif
714                 if (m == NULL) {
715                         error = ENOBUFS;
716                         goto out;
717                 }
718                 m->m_data += max_linkhdr;
719                 m->m_len = hdrlen;
720                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
721                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
722                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
723                         m->m_len += len;
724                 } else {
725                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
726                         if (m->m_next == NULL) {
727                                 m_free(m);
728                                 error = ENOBUFS;
729                                 goto out;
730                         }
731                 }
732 #endif
733                 /*
734                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
735                  * (This will keep happy those implementations which only
736                  * give data to the user when a buffer fills or
737                  * a PUSH comes in.)
738                  */
739                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
740                         flags |= TH_PUSH;
741         } else {
742                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
743                         tcpstat.tcps_sndacks++;
744                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
745                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
746                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
747                         tcpstat.tcps_sndurg++;
748                 else
749                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
750
751                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
752                 if (m == NULL) {
753                         error = ENOBUFS;
754                         goto out;
755                 }
756                 if (isipv6 &&
757                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
758                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
759                 else
760                         m->m_data += max_linkhdr;
761                 m->m_len = hdrlen;
762         }
763         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
764         if (isipv6) {
765                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
766                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
767                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
768         } else {
769                 ip = mtod(m, struct ip *);
770                 ipov = (struct ipovly *)ip;
771                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
772                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
773                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
774         }
775
776         /*
777          * Fill in fields, remembering maximum advertised
778          * window for use in delaying messages about window sizes.
779          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
780          */
781         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
782             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
783                 tp->snd_nxt--;
784         /*
785          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
786          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
787          * packets, we do not want the sequence number of the
788          * retransmitted packet, we want the sequence number
789          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
790          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
791          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
792          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
793          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
794          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
795          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
796          */
797         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
798             tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
799                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
800         else
801                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
802         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
803         if (optlen) {
804                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
805                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
806         }
807         th->th_flags = flags;
808
809         /*
810          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
811          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
812          * window is less then one segment.
813          */
814         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
815             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
816                 recvwin = 0;
817         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
818                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
819         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
820                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
821         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
822
823         /*
824          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
825          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
826          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
827          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
828          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
829          * the connection.
830          */
831         if (recvwin == 0)
832                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
833         else
834                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
835
836         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
837                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
838                 th->th_flags |= TH_URG;
839         } else {
840                 /*
841                  * If no urgent pointer to send, then we pull
842                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
843                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
844                  * number wraparound.
845                  */
846                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
847         }
848
849 #ifdef TCP_SIGNATURE
850         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
851                 tcpsignature_compute(m, len, optlen,
852                                 (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
853 #endif /* TCP_SIGNATURE */
854
855         /*
856          * Put TCP length in extended header, and then
857          * checksum extended header and data.
858          */
859         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
860         if (isipv6) {
861                 /*
862                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
863                  * in ip6_output().
864                  */
865                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
866                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
867         } else {
868                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
869                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
870                 if (len + optlen)
871                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
872                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
873
874                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
875                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
876                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
877         }
878
879         /*
880          * In transmit state, time the transmission and arrange for
881          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
882          */
883         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
884             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
885                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
886
887                 /*
888                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
889                  */
890                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
891                         if (flags & TH_SYN)
892                                 tp->snd_nxt++;
893                         if (flags & TH_FIN) {
894                                 tp->snd_nxt++;
895                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
896                         }
897                 }
898                 tp->snd_nxt += len;
899                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
900                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
901                         /*
902                          * Time this transmission if not a retransmission and
903                          * not currently timing anything.
904                          */
905                         if (tp->t_rtttime == 0) {
906                                 tp->t_rtttime = ticks;
907                                 tp->t_rtseq = startseq;
908                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
909                         }
910                 }
911
912                 /*
913                  * Set retransmit timer if not currently set,
914                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
915                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
916                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
917                  * Initialize shift counter which is used for backoff
918                  * of retransmit time.
919                  */
920                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
921                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
922                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
923                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
924                                 tp->t_rxtshift = 0;
925                         }
926                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
927                             tcp_timer_rexmt);
928                 }
929         } else {
930                 /*
931                  * Persist case, update snd_max but since we are in
932                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
933                  */
934                 int xlen = len;
935                 if (flags & TH_SYN)
936                         panic("tcp_output: persist timer to send SYN\n");
937                 if (flags & TH_FIN) {
938                         ++xlen;
939                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
940                 }
941                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
942                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
943         }
944
945 #ifdef TCPDEBUG
946         /*
947          * Trace.
948          */
949         if (so->so_options & SO_DEBUG)
950                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
951 #endif
952
953         /*
954          * Fill in IP length and desired time to live and
955          * send to IP level.  There should be a better way
956          * to handle ttl and tos; we could keep them in
957          * the template, but need a way to checksum without them.
958          */
959         /*
960          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
961          * because in6_cksum() need it.
962          */
963         if (isipv6) {
964                 /*
965                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
966                  * user might want to change the value via setsockopt.
967                  * Also, desired default hop limit might be changed via
968                  * Neighbor Discovery.
969                  */
970                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
971                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
972                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
973
974                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
975                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
976                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
977                                    inp);
978         } else {
979                 struct rtentry *rt;
980                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
981 #ifdef INET6
982                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
983                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
984                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
985                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
986                 else
987 #endif
988                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
989
990                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
991                 /*
992                  * See if we should do MTU discovery.
993                  * We do it only if the following are true:
994                  *      1) we have a valid route to the destination
995                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
996                  *         then discovery has been disabled)
997                  */
998                 if (path_mtu_discovery &&
999                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1000                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1001                         ip->ip_off |= IP_DF;
1002
1003                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1004                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1005                                   IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1006         }
1007         if (error) {
1008
1009                 /*
1010                  * We know that the packet was lost, so back out the
1011                  * sequence number advance, if any.
1012                  */
1013                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1014                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1015                         /*
1016                          * No need to check for TH_FIN here because
1017                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1018                          */
1019                         if (!(flags & TH_SYN))
1020                                 tp->snd_nxt -= len;
1021                 }
1022
1023 out:
1024                 if (error == ENOBUFS) {
1025                         /*
1026                          * If we can't send, make sure there is something
1027                          * to get us going again later.  Persist state
1028                          * is not necessarily right, but it is close enough.
1029                          */
1030                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1031                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1032                                 tp->t_rxtshift = 0;
1033                                 tcp_setpersist(tp);
1034                         }
1035                         tcp_quench(inp, 0);
1036                         return (0);
1037                 }
1038                 if (error == EMSGSIZE) {
1039                         /*
1040                          * ip_output() will have already fixed the route
1041                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1042                          * initiate retransmission, so it is important to
1043                          * not do so here.
1044                          */
1045                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1046                         return 0;
1047                 }
1048                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1049                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1050                         tp->t_softerror = error;
1051                         return (0);
1052                 }
1053                 return (error);
1054         }
1055         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1056
1057         /*
1058          * Data sent (as far as we can tell).
1059          *
1060          * If this advertises a larger window than any other segment,
1061          * then remember the size of the advertised window.
1062          *
1063          * Any pending ACK has now been sent.
1064          */
1065         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1066                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1067                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1068         }
1069         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1070         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1071         if (tcp_delack_enabled)
1072                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1073         if (sendalot)
1074                 goto again;
1075         return (0);
1076 }
1077
1078 void
1079 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1080 {
1081         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1082         int tt;
1083
1084         if (tp->t_state < TCPS_ESTABLISHED)
1085                 panic("tcp_setpersist: not established yet\n");
1086
1087         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1088                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1089         /*
1090          * Start/restart persistance timer.
1091          */
1092         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1093                       TCPTV_PERSMAX);
1094         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1095         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1096                 tp->t_rxtshift++;
1097 }