Merge branch 'vendor/BINUTILS220' into bu220
[dragonfly.git] / sys / netinet / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Jeffrey M. Hsu.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
18  *    from this software without specific, prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  *
38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39  * modification, are permitted provided that the following conditions
40  * are met:
41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
47  *    must display the following acknowledgement:
48  *      This product includes software developed by the University of
49  *      California, Berkeley and its contributors.
50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
52  *    without specific prior written permission.
53  *
54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64  * SUCH DAMAGE.
65  *
66  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
68  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.34 2007/04/22 01:13:14 dillon Exp $
69  */
70
71 #include "opt_inet6.h"
72 #include "opt_ipsec.h"
73 #include "opt_tcpdebug.h"
74
75 #include <sys/param.h>
76 #include <sys/systm.h>
77 #include <sys/kernel.h>
78 #include <sys/sysctl.h>
79 #include <sys/mbuf.h>
80 #include <sys/domain.h>
81 #include <sys/protosw.h>
82 #include <sys/socket.h>
83 #include <sys/socketvar.h>
84 #include <sys/in_cksum.h>
85 #include <sys/thread.h>
86 #include <sys/globaldata.h>
87
88 #include <net/route.h>
89
90 #include <netinet/in.h>
91 #include <netinet/in_systm.h>
92 #include <netinet/ip.h>
93 #include <netinet/in_pcb.h>
94 #include <netinet/ip_var.h>
95 #include <netinet6/in6_pcb.h>
96 #include <netinet/ip6.h>
97 #include <netinet6/ip6_var.h>
98 #include <netinet/tcp.h>
99 #define TCPOUTFLAGS
100 #include <netinet/tcp_fsm.h>
101 #include <netinet/tcp_seq.h>
102 #include <netinet/tcp_timer.h>
103 #include <netinet/tcp_timer2.h>
104 #include <netinet/tcp_var.h>
105 #include <netinet/tcpip.h>
106 #ifdef TCPDEBUG
107 #include <netinet/tcp_debug.h>
108 #endif
109
110 #ifdef IPSEC
111 #include <netinet6/ipsec.h>
112 #endif /*IPSEC*/
113
114 #ifdef FAST_IPSEC
115 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
116 #define IPSEC
117 #endif /*FAST_IPSEC*/
118
119 #ifdef notyet
120 extern struct mbuf *m_copypack();
121 #endif
122
123 int path_mtu_discovery = 0;
124 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
125         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
126
127 static int avoid_pure_win_update = 1;
128 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
129         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
130
131 int tcp_do_autosndbuf = 1;
132 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
133     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
134
135 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
136 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
137     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
138
139 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
141     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
142
143 /*
144  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
145  */
146 int
147 tcp_output(struct tcpcb *tp)
148 {
149         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
150         struct socket *so = inp->inp_socket;
151         long len, recvwin, sendwin;
152         int nsacked = 0;
153         int off, flags, error;
154         struct mbuf *m;
155         struct ip *ip = NULL;
156         struct ipovly *ipov = NULL;
157         struct tcphdr *th;
158         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
159         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
160         int idle;
161         boolean_t sendalot;
162         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
163 #ifdef INET6
164         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
165 #else
166         const boolean_t isipv6 = FALSE;
167 #endif
168         struct rmxp_tao *taop;
169
170         /*
171          * Determine length of data that should be transmitted,
172          * and flags that will be used.
173          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
174          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
175          */
176
177         /*
178          * If we have been idle for a while, the send congestion window
179          * could be no longer representative of the current state of the link.
180          * So unless we are expecting more acks to come in, slow-start from
181          * scratch to re-determine the send congestion window.
182          */
183         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
184             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
185                 if (tcp_do_rfc3390) {
186                         int initial_cwnd =
187                             min(4 * tp->t_maxseg, max(2 * tp->t_maxseg, 4380));
188
189                         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
190                 } else {
191                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
192                 }
193                 tp->snd_wacked = 0;
194         }
195
196         /*
197          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
198          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
199          */
200         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
201         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
202                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
203         else
204                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
205
206         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
207             !IN_FASTRECOVERY(tp))
208                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
209
210 again:
211         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
212         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
213             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
214                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
215
216                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
217                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
218         }
219
220         sendalot = FALSE;
221         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
222         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
223         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
224
225         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
226         /*
227          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
228          * state flags.
229          */
230         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
231                 flags |= TH_FIN;
232         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
233                 flags |= TH_SYN;
234
235         /*
236          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
237          * Otherwise, if window is small but nonzero
238          * and timer expired, we will send what we can
239          * and go to transmit state.
240          */
241         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
242                 if (sendwin == 0) {
243                         /*
244                          * If we still have some data to send, then
245                          * clear the FIN bit.  Usually this would
246                          * happen below when it realizes that we
247                          * aren't sending all the data.  However,
248                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
249                          * then it won't clear the FIN bit below,
250                          * and if we are in persist state, we wind
251                          * up sending the packet without recording
252                          * that we sent the FIN bit.
253                          *
254                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
255                          * because if we don't have any more data
256                          * to send then the probe will be the FIN
257                          * itself.
258                          */
259                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
260                                 flags &= ~TH_FIN;
261                         sendwin = 1;
262                 } else {
263                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
264                         tp->t_rxtshift = 0;
265                 }
266         }
267
268         /*
269          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
270          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
271          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
272          * its congestion window while receiving additional duplicate
273          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
274          * to snd_max after the fast-retransmit.
275          *
276          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
277          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
278          * wind up 0.
279          */
280         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
281
282         /*
283          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
284          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
285          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
286          */
287         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
288                 flags &= ~TH_SYN;
289                 off--, len++;
290                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
291                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
292                      taop->tao_ccsent == 0))
293                         return 0;
294         }
295
296         /*
297          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
298          * in cases when no CC option will be sent.
299          * This measure is needed to prevent interoperability problems
300          * with not fully conformant TCP implementations.
301          */
302         if ((flags & TH_SYN) &&
303             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
304              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
305                 len = 0;
306                 flags &= ~TH_FIN;
307         }
308
309         if (len < 0) {
310                 /*
311                  * If FIN has been sent but not acked,
312                  * but we haven't been called to retransmit,
313                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
314                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
315                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
316                  * to (closed) window, and set the persist timer
317                  * if it isn't already going.  If the window didn't
318                  * close completely, just wait for an ACK.
319                  */
320                 len = 0;
321                 if (sendwin == 0) {
322                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
323                         tp->t_rxtshift = 0;
324                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
325                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
326                                 tcp_setpersist(tp);
327                 }
328         }
329
330         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
331         /*
332          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
333          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
334          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
335          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
336          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
337          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
338          * especially with many connections on busy servers.
339          *
340          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
341          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
342          *     (with a fudge factor of 5/4th);
343          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
344          *     have data to make use of it);
345          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
346          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
347          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
348          *
349          * The remote host receive window scaling factor may limit the
350          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
351          * maximum.
352          *
353          * It scales directly with slow start or congestion window
354          * and does at most one step per received ACK.  This fast
355          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
356          * what is strictly necessary to make full use of a given
357          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
358          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
359          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
360          * socket buffer memory.
361          *
362          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
363          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
364          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
365          */
366         if (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
367                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
368                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
369                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
370                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
371                         u_long newsize;
372
373                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
374                                          tcp_autosndbuf_inc,
375                                         tcp_autosndbuf_max);
376                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
377                                 so->so_snd.ssb_flags &= ~SSB_AUTOSIZE;
378                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
379                                 so->so_snd.ssb_flags &= ~SSB_AUTOSIZE;
380                 }
381         }
382
383         /*
384          * Truncate to the maximum segment length and ensure that FIN is
385          * removed if the length no longer contains the last data byte.
386          */
387         if (len > tp->t_maxseg) {
388                 len = tp->t_maxseg;
389                 sendalot = TRUE;
390         }
391         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
392                 flags &= ~TH_FIN;
393
394         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
395
396         /*
397          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
398          * conditions when len is non-zero:
399          *
400          *      - We have a full segment
401          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
402          *        either idle or running NODELAY
403          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
404          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
405          *        data (receiver may be limiting the window size)
406          *      - we need to retransmit
407          */
408         if (len) {
409                 if (len == tp->t_maxseg)
410                         goto send;
411                 /*
412                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
413                  * end may occur synchronously with the output and cause
414                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
415                  *
416                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
417                  */
418                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
419                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
420                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
421                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
422                         goto send;
423                 }
424                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
425                         goto send;
426                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
427                         goto send;
428                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
429                         goto send;
430         }
431
432         /*
433          * Compare available window to amount of window
434          * known to peer (as advertised window less
435          * next expected input).  If the difference is at least two
436          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
437          * window, then want to send a window update to peer.
438          */
439         if (recvwin > 0) {
440                 /*
441                  * "adv" is the amount we can increase the window,
442                  * taking into account that we are limited by
443                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
444                  */
445                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
446                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
447                 long hiwat;
448
449                 /*
450                  * This ack case typically occurs when the user has drained
451                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
452                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
453                  * ONLY updates the tcp window.
454                  *
455                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
456                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
457                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
458                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
459                  * The 2-segment pure window update will often add a large
460                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
461                  *
462                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
463                  */
464                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
465                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
466                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg)) {
467                                 goto send;
468                         }
469                 }
470                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
471                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
472                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
473                 if (adv >= hiwat / 2)
474                         goto send;
475         }
476
477         /*
478          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
479          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
480          */
481         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
482                 goto send;
483         if ((flags & TH_RST) ||
484             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
485                 goto send;
486         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
487                 goto send;
488         /*
489          * If our state indicates that FIN should be sent
490          * and we have not yet done so, then we need to send.
491          */
492         if (flags & TH_FIN &&
493             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
494                 goto send;
495
496         /*
497          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
498          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
499          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
500          *      idle                    not doing retransmits or persists
501          *      persisting              to move a small or zero window
502          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
503          *
504          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
505          *      is true when we are in persist state.
506          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
507          *      is set when we are called to send a persist packet.
508          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
509          *      is set when we are retransmitting
510          * The output side is idle when both timers are zero.
511          *
512          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
513          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
514          * If nothing happens soon, send when timer expires:
515          * if window is nonzero, transmit what we can,
516          * otherwise force out a byte.
517          */
518         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
519             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
520             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
521                 tp->t_rxtshift = 0;
522                 tcp_setpersist(tp);
523         }
524
525         /*
526          * No reason to send a segment, just return.
527          */
528         return (0);
529
530 send:
531         /*
532          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
533          * unless TCP set not to do any options.
534          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
535          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
536          * link header, i.e.
537          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
538          */
539         optlen = 0;
540         if (isipv6)
541                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
542         else
543                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
544         if (flags & TH_SYN) {
545                 tp->snd_nxt = tp->iss;
546                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
547                         u_short mss;
548
549                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
550                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
551                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
552                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
553                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
554
555                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
556                             (!(flags & TH_ACK) ||
557                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
558                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
559                                         TCPOPT_NOP << 24 |
560                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
561                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
562                                         tp->request_r_scale);
563                                 optlen += 4;
564                         }
565
566                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
567                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
568                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
569
570                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
571                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
572                         }
573                 }
574         }
575
576         /*
577          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
578          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
579          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
580          */
581         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
582             !(flags & TH_RST) &&
583             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
584                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
585
586                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
587                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
588                 *lp++ = htonl(ticks);
589                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
590                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
591         }
592
593         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
594         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
595                 tp->rfbuf_ts = ticks;
596
597         /*
598          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
599          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
600          */
601         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
602              !(flags & TH_RST)) {
603                 switch (flags & (TH_SYN | TH_ACK)) {
604                 /*
605                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
606                  * from our peer.
607                  */
608                 case TH_ACK:
609                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
610                                 break;
611                         /*FALLTHROUGH*/
612
613                 /*
614                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
615                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
616                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
617                  * do this if our peer understands T/TCP.
618                  */
619                 case 0:
620                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
621                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
622                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
623                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
624                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
625                         optlen += 4;
626                         break;
627
628                 /*
629                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
630                  * CC or CC.new.
631                  */
632                 case TH_SYN:
633                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
634                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
635                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
636                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
637                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
638                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
639                         optlen += 4;
640                         break;
641
642                 /*
643                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
644                  * CC from our peer.
645                  */
646                 case (TH_SYN | TH_ACK):
647                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
648                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
649                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
650                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
651                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
652                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
653                                 optlen += 4;
654                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
655                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
656                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
657                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
658                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_recv);
659                                 optlen += 4;
660                         }
661                         break;
662                 }
663         }
664
665         /*
666          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
667          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
668          */
669         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
670                 TF_SACK_PERMITTED &&
671             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
672              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
673                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
674
675         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
676         hdrlen += optlen;
677
678         if (isipv6) {
679                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
680         } else {
681                 if (inp->inp_options) {
682                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
683                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
684                 } else {
685                         ipoptlen = 0;
686                 }
687         }
688 #ifdef IPSEC
689         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
690 #endif
691
692         /*
693          * Adjust data length if insertion of options will bump the packet
694          * length beyond the t_maxopd length.  Clear FIN to prevent premature
695          * closure since there is still more data to send after this (now
696          * truncated) packet.
697          *
698          * If just the options do not fit we are in a no-win situation and
699          * we treat it as an unreachable host.
700          */
701         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
702                 if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
703                         static time_t last_optlen_report;
704
705                         if (last_optlen_report != time_second) {
706                                 last_optlen_report = time_second;
707                                 kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too small to hold options!\n", tp, tp->t_maxopd);
708                         }
709                         error = EHOSTUNREACH;
710                         goto out;
711                 } else {
712                         flags &= ~TH_FIN;
713                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
714                         sendalot = TRUE;
715                 }
716         }
717
718 #ifdef INET6
719         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
720 #else
721         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
722 #endif
723
724         /*
725          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
726          * be transmitted, and initialize the header from
727          * the template for sends on this connection.
728          */
729         if (len) {
730                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
731                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
732                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
733                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
734                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
735                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
736                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
737                 } else {
738                         tcpstat.tcps_sndpack++;
739                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
740                 }
741 #ifdef notyet
742                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
743                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
744                         error = ENOBUFS;
745                         goto out;
746                 }
747                 /*
748                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
749                  */
750                 m->m_len += hdrlen;
751                 m->m_data -= hdrlen;
752 #else
753 #ifndef INET6
754                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
755 #else
756                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
757                            M_PKTHDR, NULL);
758 #endif
759                 if (m == NULL) {
760                         error = ENOBUFS;
761                         goto out;
762                 }
763                 m->m_data += max_linkhdr;
764                 m->m_len = hdrlen;
765                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
766                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
767                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
768                         m->m_len += len;
769                 } else {
770                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
771                         if (m->m_next == NULL) {
772                                 m_free(m);
773                                 error = ENOBUFS;
774                                 goto out;
775                         }
776                 }
777 #endif
778                 /*
779                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
780                  * (This will keep happy those implementations which only
781                  * give data to the user when a buffer fills or
782                  * a PUSH comes in.)
783                  */
784                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
785                         flags |= TH_PUSH;
786         } else {
787                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
788                         tcpstat.tcps_sndacks++;
789                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
790                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
791                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
792                         tcpstat.tcps_sndurg++;
793                 else
794                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
795
796                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
797                 if (m == NULL) {
798                         error = ENOBUFS;
799                         goto out;
800                 }
801                 if (isipv6 &&
802                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
803                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
804                 else
805                         m->m_data += max_linkhdr;
806                 m->m_len = hdrlen;
807         }
808         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
809         if (isipv6) {
810                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
811                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
812                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
813         } else {
814                 ip = mtod(m, struct ip *);
815                 ipov = (struct ipovly *)ip;
816                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
817                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
818                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
819         }
820
821         /*
822          * Fill in fields, remembering maximum advertised
823          * window for use in delaying messages about window sizes.
824          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
825          */
826         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
827             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
828                 tp->snd_nxt--;
829         /*
830          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
831          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
832          * packets, we do not want the sequence number of the
833          * retransmitted packet, we want the sequence number
834          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
835          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
836          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
837          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
838          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
839          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
840          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
841          */
842         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
843             tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
844                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
845         else
846                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
847         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
848         if (optlen) {
849                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
850                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
851         }
852         th->th_flags = flags;
853
854         /*
855          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
856          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
857          * window is less then one segment.
858          */
859         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
860             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
861                 recvwin = 0;
862         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
863                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
864         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
865                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
866         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
867
868         /*
869          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
870          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
871          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
872          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
873          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
874          * the connection.
875          */
876         if (recvwin == 0)
877                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
878         else
879                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
880
881         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
882                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
883                 th->th_flags |= TH_URG;
884         } else {
885                 /*
886                  * If no urgent pointer to send, then we pull
887                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
888                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
889                  * number wraparound.
890                  */
891                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
892         }
893
894         /*
895          * Put TCP length in extended header, and then
896          * checksum extended header and data.
897          */
898         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
899         if (isipv6) {
900                 /*
901                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
902                  * in ip6_output().
903                  */
904                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
905                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
906         } else {
907                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
908                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
909                 if (len + optlen)
910                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
911                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
912
913                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
914                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
915                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
916         }
917
918         /*
919          * In transmit state, time the transmission and arrange for
920          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
921          */
922         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
923             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
924                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
925
926                 /*
927                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
928                  */
929                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
930                         if (flags & TH_SYN)
931                                 tp->snd_nxt++;
932                         if (flags & TH_FIN) {
933                                 tp->snd_nxt++;
934                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
935                         }
936                 }
937                 tp->snd_nxt += len;
938                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
939                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
940                         /*
941                          * Time this transmission if not a retransmission and
942                          * not currently timing anything.
943                          */
944                         if (tp->t_rtttime == 0) {
945                                 tp->t_rtttime = ticks;
946                                 tp->t_rtseq = startseq;
947                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
948                         }
949                 }
950
951                 /*
952                  * Set retransmit timer if not currently set,
953                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
954                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
955                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
956                  * Initialize shift counter which is used for backoff
957                  * of retransmit time.
958                  */
959                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
960                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
961                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
962                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
963                                 tp->t_rxtshift = 0;
964                         }
965                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
966                             tcp_timer_rexmt);
967                 }
968         } else {
969                 /*
970                  * Persist case, update snd_max but since we are in
971                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
972                  */
973                 int xlen = len;
974                 if (flags & TH_SYN)
975                         ++xlen;
976                 if (flags & TH_FIN) {
977                         ++xlen;
978                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
979                 }
980                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
981                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
982         }
983
984 #ifdef TCPDEBUG
985         /*
986          * Trace.
987          */
988         if (so->so_options & SO_DEBUG)
989                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
990 #endif
991
992         /*
993          * Fill in IP length and desired time to live and
994          * send to IP level.  There should be a better way
995          * to handle ttl and tos; we could keep them in
996          * the template, but need a way to checksum without them.
997          */
998         /*
999          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
1000          * because in6_cksum() need it.
1001          */
1002         if (isipv6) {
1003                 /*
1004                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
1005                  * user might want to change the value via setsockopt.
1006                  * Also, desired default hop limit might be changed via
1007                  * Neighbor Discovery.
1008                  */
1009                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
1010                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
1011                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1012
1013                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
1014                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
1015                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
1016                                    inp);
1017         } else {
1018                 struct rtentry *rt;
1019                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
1020 #ifdef INET6
1021                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
1022                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
1023                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
1024                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
1025                 else
1026 #endif
1027                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
1028
1029                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
1030                 /*
1031                  * See if we should do MTU discovery.
1032                  * We do it only if the following are true:
1033                  *      1) we have a valid route to the destination
1034                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
1035                  *         then discovery has been disabled)
1036                  */
1037                 if (path_mtu_discovery &&
1038                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
1039                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
1040                         ip->ip_off |= IP_DF;
1041
1042                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1043                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1044                                   IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1045         }
1046         if (error) {
1047
1048                 /*
1049                  * We know that the packet was lost, so back out the
1050                  * sequence number advance, if any.
1051                  */
1052                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1053                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1054                         /*
1055                          * No need to check for TH_FIN here because
1056                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1057                          */
1058                         if (!(flags & TH_SYN))
1059                                 tp->snd_nxt -= len;
1060                 }
1061
1062 out:
1063                 if (error == ENOBUFS) {
1064                         /*
1065                          * If we can't send, make sure there is something
1066                          * to get us going again later.  Persist state
1067                          * is not necessarily right, but it is close enough.
1068                          */
1069                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1070                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1071                                 tp->t_rxtshift = 0;
1072                                 tcp_setpersist(tp);
1073                         }
1074                         tcp_quench(inp, 0);
1075                         return (0);
1076                 }
1077                 if (error == EMSGSIZE) {
1078                         /*
1079                          * ip_output() will have already fixed the route
1080                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1081                          * initiate retransmission, so it is important to
1082                          * not do so here.
1083                          */
1084                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1085                         return 0;
1086                 }
1087                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1088                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1089                         tp->t_softerror = error;
1090                         return (0);
1091                 }
1092                 return (error);
1093         }
1094         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1095
1096         /*
1097          * Data sent (as far as we can tell).
1098          *
1099          * If this advertises a larger window than any other segment,
1100          * then remember the size of the advertised window.
1101          *
1102          * Any pending ACK has now been sent.
1103          */
1104         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1105                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1106                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1107         }
1108         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1109         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1110         if (tcp_delack_enabled)
1111                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1112         if (sendalot)
1113                 goto again;
1114         return (0);
1115 }
1116
1117 void
1118 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1119 {
1120         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1121         int tt;
1122
1123         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1124                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1125         /*
1126          * Start/restart persistance timer.
1127          */
1128         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1129                       TCPTV_PERSMAX);
1130         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1131         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1132                 tp->t_rxtshift++;
1133 }