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