sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Jeffrey M. Hsu.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  18  *    from this software without specific, prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 /*
  35  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
  36  *
  37  * License terms: all terms for the DragonFly license above plus the following:
  38  *
  39  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this software
  40  *    must display the following acknowledgement:
  41  *
  42  *      This product includes software developed by Jeffrey M. Hsu
  43  *      for the DragonFly Project.
  44  *
  45  *    This requirement may be waived with permission from Jeffrey Hsu.
  46  *    This requirement will sunset and may be removed on July 8 2005,
  47  *    after which the standard DragonFly license (as shown above) will
  48  *    apply.
  49  */
  50
  51 /*
  52  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
  53  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  54  *
  55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  56  * modification, are permitted provided that the following conditions
  57  * are met:
  58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  63  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  64  *    must display the following acknowledgement:
  65  *      This product includes software developed by the University of
  66  *      California, Berkeley and its contributors.
  67  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  68  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  69  *    without specific prior written permission.
  70  *
  71  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  72  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  73  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  74  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  75  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  76  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  77  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  78  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  79  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  80  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  81  * SUCH DAMAGE.
  82  *
  83  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  84  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
  85  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.17 2004/08/03 00:25:54 dillon Exp $
  86  */
  87
  88 #include "opt_inet6.h"
  89 #include "opt_ipsec.h"
  90 #include "opt_tcpdebug.h"
  91
  92 #include <sys/param.h>
  93 #include <sys/systm.h>
  94 #include <sys/kernel.h>
  95 #include <sys/sysctl.h>
  96 #include <sys/mbuf.h>
  97 #include <sys/domain.h>
  98 #include <sys/protosw.h>
  99 #include <sys/socket.h>
 100 #include <sys/socketvar.h>
 101 #include <sys/in_cksum.h>
 102 #include <sys/thread.h>
 103 #include <sys/globaldata.h>
 104
 105 #include <net/route.h>
 106
 107 #include <netinet/in.h>
 108 #include <netinet/in_systm.h>
 109 #include <netinet/ip.h>
 110 #include <netinet/in_pcb.h>
 111 #include <netinet/ip_var.h>
 112 #include <netinet6/in6_pcb.h>
 113 #include <netinet/ip6.h>
 114 #include <netinet6/ip6_var.h>
 115 #include <netinet/tcp.h>
 116 #define TCPOUTFLAGS
 117 #include <netinet/tcp_fsm.h>
 118 #include <netinet/tcp_seq.h>
 119 #include <netinet/tcp_timer.h>
 120 #include <netinet/tcp_var.h>
 121 #include <netinet/tcpip.h>
 122 #ifdef TCPDEBUG
 123 #include <netinet/tcp_debug.h>
 124 #endif
 125
 126 #ifdef IPSEC
 127 #include <netinet6/ipsec.h>
 128 #endif /*IPSEC*/
 129
 130 #ifdef FAST_IPSEC
 131 #include <netipsec/ipsec.h>
 132 #define IPSEC
 133 #endif /*FAST_IPSEC*/
 134
 135 #ifdef notyet
 136 extern struct mbuf *m_copypack();
 137 #endif
 138
 139 int path_mtu_discovery = 1;
 140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 141         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 142
 143 int ss_fltsz = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 145         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
 146
 147 int ss_fltsz_local = 4;
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 149         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 150
 151 static int avoid_pure_win_update = 1;
 152 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
 153         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
 154
 155 /*
 156  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 157  */
 158 int
 159 tcp_output(tp)
 160         struct tcpcb *tp;
 161 {
 162         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 163         struct socket *so = inp->inp_socket;
 164         long len, recvwin, sendwin;
 165         int off, flags, error;
 166         struct mbuf *m;
 167         struct ip *ip = NULL;
 168         struct ipovly *ipov = NULL;
 169         struct tcphdr *th;
 170         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 171         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 172         int idle, sendalot;
 173         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 174 #ifdef INET6
 175         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 176 #else
 177         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 178 #endif
 179         struct rmxp_tao *taop;
 180
 181         /*
 182          * Determine length of data that should be transmitted,
 183          * and flags that will be used.
 184          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 185          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 186          */
 187         if ((tp->snd_max == tp->snd_una) &&
 188             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 189                 /*
 190                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 191                  * expected to clock out any data we send --
 192                  * slow start to get ack "clock" running again.
 193                  *
 194                  * Set the slow-start flight size depending on whether
 195                  * this is a local network or not.
 196                  */
 197                 if ((isipv6 && in6_localaddr(&inp->in6p_faddr)) ||
 198                     (!isipv6 && in_localaddr(inp->inp_faddr)))
 199                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz_local;
 200                 else
 201                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz;
 202         }
 203         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 204         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 205                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 206         else
 207                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 208
 209 again:
 210         sendalot = 0;
 211         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 212         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 213         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 214
 215         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 216         /*
 217          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 218          * state flags.
 219          */
 220         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 221                 flags |= TH_FIN;
 222         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 223                 flags |= TH_SYN;
 224
 225         /*
 226          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 227          * Otherwise, if window is small but nonzero
 228          * and timer expired, we will send what we can
 229          * and go to transmit state.
 230          */
 231         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 232                 if (sendwin == 0) {
 233                         /*
 234                          * If we still have some data to send, then
 235                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 236                          * happen below when it realizes that we
 237                          * aren't sending all the data.  However,
 238                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 239                          * then it won't clear the FIN bit below,
 240                          * and if we are in persist state, we wind
 241                          * up sending the packet without recording
 242                          * that we sent the FIN bit.
 243                          *
 244                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 245                          * because if we don't have any more data
 246                          * to send then the probe will be the FIN
 247                          * itself.
 248                          */
 249                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 250                                 flags &= ~TH_FIN;
 251                         sendwin = 1;
 252                 } else {
 253                         callout_stop(tp->tt_persist);
 254                         tp->t_rxtshift = 0;
 255                 }
 256         }
 257
 258         /*
 259          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 260          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 261          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 262          * its congestion window while receiving additional duplicate
 263          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 264          * to snd_max after the fast-retransmit.
 265          *
 266          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 267          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 268          * wind up 0.
 269          */
 270         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 271
 272         /*
 273          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 274          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 275          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 276          */
 277         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 278                 flags &= ~TH_SYN;
 279                 off--, len++;
 280                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 281                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 282                      taop->tao_ccsent == 0))
 283                         return 0;
 284         }
 285
 286         /*
 287          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 288          * in cases when no CC option will be sent.
 289          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 290          * with not fully conformant TCP implementations.
 291          */
 292         if ((flags & TH_SYN) &&
 293             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 294              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 295                 len = 0;
 296                 flags &= ~TH_FIN;
 297         }
 298
 299         if (len < 0) {
 300                 /*
 301                  * If FIN has been sent but not acked,
 302                  * but we haven't been called to retransmit,
 303                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 304                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 305                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 306                  * to (closed) window, and set the persist timer
 307                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 308                  * close completely, just wait for an ACK.
 309                  */
 310                 len = 0;
 311                 if (sendwin == 0) {
 312                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 313                         tp->t_rxtshift = 0;
 314                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 315                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 316                                 tcp_setpersist(tp);
 317                 }
 318         }
 319
 320         /*
 321          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 322          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 323          * no longer contains the last data byte.
 324          */
 325         if (len > tp->t_maxseg) {
 326                 len = tp->t_maxseg;
 327                 sendalot = 1;
 328         }
 329         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 330                 flags &= ~TH_FIN;
 331
 332         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 333
 334         /*
 335          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 336          * conditions when len is non-zero:
 337          *
 338          *      - We have a full segment
 339          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 340          *        either idle or running NODELAY
 341          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 342          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 343          *        data (receiver may be limited the window size)
 344          *      - we need to retransmit
 345          */
 346         if (len) {
 347                 if (len == tp->t_maxseg)
 348                         goto send;
 349                 /*
 350                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 351                  * end may occur synchronously with the output and cause
 352                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 353                  *
 354                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 355                  */
 356                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 357                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 358                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 359                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 360                         goto send;
 361                 }
 362                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 363                         goto send;
 364                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 365                         goto send;
 366                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 367                         goto send;
 368         }
 369
 370         /*
 371          * Compare available window to amount of window
 372          * known to peer (as advertised window less
 373          * next expected input).  If the difference is at least two
 374          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 375          * window, then want to send a window update to peer.
 376          */
 377         if (recvwin > 0) {
 378                 /*
 379                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 380                  * taking into account that we are limited by
 381                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 382                  */
 383                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 384                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 385
 386                 /*
 387                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 388                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 389                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 390                  * ONLY updates the tcp window.
 391                  *
 392                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 393                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 394                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 395                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 396                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 397                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 398                  *
 399                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 400                  */
 401                 if (avoid_pure_win_update == 0) {
 402                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 403                                 goto send;
 404                 }
 405                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 406                         goto send;
 407         }
 408
 409         /*
 410          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 411          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 412          */
 413         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 414                 goto send;
 415         if ((flags & TH_RST) ||
 416             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 417                 goto send;
 418         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 419                 goto send;
 420         /*
 421          * If our state indicates that FIN should be sent
 422          * and we have not yet done so, then we need to send.
 423          */
 424         if (flags & TH_FIN &&
 425             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 426                 goto send;
 427
 428         /*
 429          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 430          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 431          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 432          *      idle                    not doing retransmits or persists
 433          *      persisting              to move a small or zero window
 434          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 435          *
 436          * callout_active(tp->tt_persist)
 437          *      is true when we are in persist state.
 438          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 439          *      is set when we are called to send a persist packet.
 440          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 441          *      is set when we are retransmitting
 442          * The output side is idle when both timers are zero.
 443          *
 444          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 445          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 446          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 447          * if window is nonzero, transmit what we can,
 448          * otherwise force out a byte.
 449          */
 450         if (so->so_snd.sb_cc && !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 451             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 452                 tp->t_rxtshift = 0;
 453                 tcp_setpersist(tp);
 454         }
 455
 456         /*
 457          * No reason to send a segment, just return.
 458          */
 459         return (0);
 460
 461 send:
 462         /*
 463          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 464          * unless TCP set not to do any options.
 465          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 466          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 467          * link header, i.e.
 468          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 469          */
 470         optlen = 0;
 471         if (isipv6)
 472                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 473         else
 474                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 475         if (flags & TH_SYN) {
 476                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 477                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 478                         u_short mss;
 479
 480                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 481                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 482                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 483                         (void)memcpy(opt + 2, &mss, sizeof(mss));
 484                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 485
 486                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 487                             (!(flags & TH_ACK) ||
 488                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 489                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 490                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 491                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 492                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 493                                         tp->request_r_scale);
 494                                 optlen += 4;
 495                         }
 496                 }
 497         }
 498
 499         /*
 500          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 501          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 502          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 503          */
 504         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP|TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 505             !(flags & TH_RST) &&
 506             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 507                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 508
 509                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 510                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 511                 *lp++ = htonl(ticks);
 512                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 513                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 514         }
 515
 516         /*
 517          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 518          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 519          */
 520         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC|TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 521              !(flags & TH_RST)) {
 522                 switch (flags & (TH_SYN|TH_ACK)) {
 523                 /*
 524                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 525                  * from our peer.
 526                  */
 527                 case TH_ACK:
 528                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 529                                 break;
 530                         /*FALLTHROUGH*/
 531
 532                 /*
 533                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 534                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 535                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 536                  * do this if our peer understands T/TCP.
 537                  */
 538                 case 0:
 539                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 540                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 541                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 542                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 543                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 544
 545                         optlen += 4;
 546                         break;
 547
 548                 /*
 549                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 550                  * CC or CC.new.
 551                  */
 552                 case TH_SYN:
 553                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 554                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 555                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 556                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 557                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 558                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 559                         optlen += 4;
 560                         break;
 561
 562                 /*
 563                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 564                  * CC from our peer.
 565                  */
 566                 case (TH_SYN|TH_ACK):
 567                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 568                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 569                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 570                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 571                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 572                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 573                                         htonl(tp->cc_send);
 574                                 optlen += 4;
 575                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 576                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 577                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 578                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 579                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 580                                         htonl(tp->cc_recv);
 581                                 optlen += 4;
 582                         }
 583                         break;
 584                 }
 585         }
 586
 587         hdrlen += optlen;
 588
 589         if (isipv6)
 590                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 591         else {
 592                 if (inp->inp_options) {
 593                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 594                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 595                 } else {
 596                         ipoptlen = 0;
 597                 }
 598         }
 599 #ifdef IPSEC
 600         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 601 #endif
 602
 603         /*
 604          * Adjust data length if insertion of options will
 605          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 606          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 607          * the segment.
 608          */
 609         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 610                 /*
 611                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 612                  */
 613                 flags &= ~TH_FIN;
 614                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 615                 sendalot = 1;
 616         }
 617
 618 #ifdef INET6
 619         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 620 #else
 621         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 622 #endif
 623
 624         /*
 625          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 626          * be transmitted, and initialize the header from
 627          * the template for sends on this connection.
 628          */
 629         if (len) {
 630                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 631                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 632                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 633                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 634                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 635                 } else {
 636                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 637                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 638                 }
 639 #ifdef notyet
 640                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
 641                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
 642                         error = ENOBUFS;
 643                         goto out;
 644                 }
 645                 /*
 646                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 647                  */
 648                 m->m_len += hdrlen;
 649                 m->m_data -= hdrlen;
 650 #else
 651                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 652                 if (m == NULL) {
 653                         error = ENOBUFS;
 654                         goto out;
 655                 }
 656 #ifdef INET6
 657                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 658                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 659                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 660                                 m_freem(m);
 661                                 error = ENOBUFS;
 662                                 goto out;
 663                         }
 664                 }
 665 #endif
 666                 m->m_data += max_linkhdr;
 667                 m->m_len = hdrlen;
 668                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 669                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 670                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 671                         m->m_len += len;
 672                 } else {
 673                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 674                         if (m->m_next == 0) {
 675                                 (void) m_free(m);
 676                                 error = ENOBUFS;
 677                                 goto out;
 678                         }
 679                 }
 680 #endif
 681                 /*
 682                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 683                  * (This will keep happy those implementations which only
 684                  * give data to the user when a buffer fills or
 685                  * a PUSH comes in.)
 686                  */
 687                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 688                         flags |= TH_PUSH;
 689         } else {
 690                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 691                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 692                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 693                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 694                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 695                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 696                 else
 697                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 698
 699                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 700                 if (m == NULL) {
 701                         error = ENOBUFS;
 702                         goto out;
 703                 }
 704                 if (isipv6 &&
 705                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 706                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 707                 else
 708                         m->m_data += max_linkhdr;
 709                 m->m_len = hdrlen;
 710         }
 711         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 712         if (isipv6) {
 713                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 714                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 715                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 716         } else {
 717                 ip = mtod(m, struct ip *);
 718                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 719                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 720                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 721                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 722         }
 723
 724         /*
 725          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 726          * window for use in delaying messages about window sizes.
 727          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 728          */
 729         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 730             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 731                 tp->snd_nxt--;
 732         /*
 733          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 734          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 735          * packets, we do not want the sequence number of the
 736          * retransmitted packet, we want the sequence number
 737          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 738          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 739          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 740          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 741          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 742          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 743          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 744          */
 745         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 746                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 747         else
 748                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 749         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 750         if (optlen) {
 751                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 752                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 753         }
 754         th->th_flags = flags;
 755         /*
 756          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 757          * but avoid silly window syndrome.
 758          */
 759         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 760             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 761                 recvwin = 0;
 762         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 763                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 764         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 765                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 766         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 767
 768         /*
 769          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 770          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 771          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 772          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 773          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 774          * the connection.
 775          */
 776         if (recvwin == 0)
 777                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 778         else
 779                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 780
 781         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 782                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 783                 th->th_flags |= TH_URG;
 784         } else {
 785                 /*
 786                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 787                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 788                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 789                  * number wraparound.
 790                  */
 791                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 792         }
 793
 794         /*
 795          * Put TCP length in extended header, and then
 796          * checksum extended header and data.
 797          */
 798         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 799         if (isipv6) {
 800                 /*
 801                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 802                  * in ip6_output.
 803                  */
 804                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 805                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 806         } else {
 807                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 808                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 809                 if (len + optlen)
 810                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 811                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 812
 813                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 814                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 815                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 816         }
 817
 818         /*
 819          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 820          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 821          */
 822         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 823                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 824
 825                 /*
 826                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 827                  */
 828                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
 829                         if (flags & TH_SYN)
 830                                 tp->snd_nxt++;
 831                         if (flags & TH_FIN) {
 832                                 tp->snd_nxt++;
 833                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 834                         }
 835                 }
 836                 tp->snd_nxt += len;
 837                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 838                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 839                         /*
 840                          * Time this transmission if not a retransmission and
 841                          * not currently timing anything.
 842                          */
 843                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 844                                 tp->t_rtttime = ticks;
 845                                 tp->t_rtseq = startseq;
 846                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 847                         }
 848                 }
 849
 850                 /*
 851                  * Set retransmit timer if not currently set,
 852                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 853                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 854                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 855                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 856                  * of retransmit time.
 857                  */
 858                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 859                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 860                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 861                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 862                                 tp->t_rxtshift = 0;
 863                         }
 864                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 865                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 866                 }
 867         } else {
 868                 /*
 869                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 870                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 871                  */
 872                 int xlen = len;
 873                 if (flags & TH_SYN)
 874                         ++xlen;
 875                 if (flags & TH_FIN) {
 876                         ++xlen;
 877                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 878                 }
 879                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 880                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 881         }
 882
 883 #ifdef TCPDEBUG
 884         /*
 885          * Trace.
 886          */
 887         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 888                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 889 #endif
 890
 891         /*
 892          * Fill in IP length and desired time to live and
 893          * send to IP level.  There should be a better way
 894          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 895          * the template, but need a way to checksum without them.
 896          */
 897         /*
 898          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 899          * because in6_cksum() need it.
 900          */
 901         if (isipv6) {
 902                 /*
 903                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 904                  * user might want to change the value via setsockopt.
 905                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 906                  * Neighbor Discovery.
 907                  */
 908                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 909                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 910                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 911
 912                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 913                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 914                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL, inp);
 915         } else {
 916                 struct rtentry *rt;
 917                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 918 #ifdef INET6
 919                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 920                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 921                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 922                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 923                 else
 924 #endif
 925                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 926
 927                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 928                 /*
 929                  * See if we should do MTU discovery.
 930                  * We do it only if the following are true:
 931                  *      1) we have a valid route to the destination
 932                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 933                  *         then discovery has been disabled)
 934                  */
 935                 if (path_mtu_discovery &&
 936                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 937                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 938                         ip->ip_off |= IP_DF;
 939
 940                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 941                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 942         }
 943         if (error) {
 944
 945                 /*
 946                  * We know that the packet was lost, so back out the
 947                  * sequence number advance, if any.
 948                  */
 949                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 950                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 951                         /*
 952                          * No need to check for TH_FIN here because
 953                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 954                          */
 955                         if (!(flags & TH_SYN))
 956                                 tp->snd_nxt -= len;
 957                 }
 958
 959 out:
 960                 if (error == ENOBUFS) {
 961                         /*
 962                          * If we can't send, make sure there is something
 963                          * to get us going again later.  Persist state
 964                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 965                          */
 966                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 967                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 968                                 tp->t_rxtshift = 0;
 969                                 tcp_setpersist(tp);
 970                         }
 971                         tcp_quench(inp, 0);
 972                         return (0);
 973                 }
 974                 if (error == EMSGSIZE) {
 975                         /*
 976                          * ip_output() will have already fixed the route
 977                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
 978                          * initiate retransmission, so it is important to
 979                          * not do so here.
 980                          */
 981                         tcp_mtudisc(inp, 0);
 982                         return 0;
 983                 }
 984                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
 985                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
 986                         tp->t_softerror = error;
 987                         return (0);
 988                 }
 989                 return (error);
 990         }
 991         tcpstat.tcps_sndtotal++;
 992
 993         /*
 994          * Data sent (as far as we can tell).
 995          * If this advertises a larger window than any other segment,
 996          * then remember the size of the advertised window.
 997          * Any pending ACK has now been sent.
 998          */
 999         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
1000                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1001         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1002         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1003         if (tcp_delack_enabled)
1004                 callout_stop(tp->tt_delack);
1005         if (sendalot)
1006                 goto again;
1007         return (0);
1008 }
1009
1010 void
1011 tcp_setpersist(tp)
1012         struct tcpcb *tp;
1013 {
1014         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1015         int tt;
1016
1017         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1018                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1019         /*
1020          * Start/restart persistance timer.
1021          */
1022         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1023                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1024         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1025         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1026                 tp->t_rxtshift++;
1027 }