f14f7bb2da2f027242d89644e7018f9ce1d51b87
[dragonfly.git] / sys / netinet / tcp_output.c
1 /*
2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
4  *
5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
6  * by Jeffrey M. Hsu.
7  *
8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
9  * modification, are permitted provided that the following conditions
10  * are met:
11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
18  *    from this software without specific, prior written permission.
19  *
20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
31  * SUCH DAMAGE.
32  */
33
34 /*
35  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
36  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
37  *
38  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
39  * modification, are permitted provided that the following conditions
40  * are met:
41  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
42  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
43  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
44  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
45  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
46  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
47  *    must display the following acknowledgement:
48  *      This product includes software developed by the University of
49  *      California, Berkeley and its contributors.
50  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
51  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
52  *    without specific prior written permission.
53  *
54  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
55  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
56  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
57  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
58  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
59  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
60  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
61  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
62  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
63  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
64  * SUCH DAMAGE.
65  *
66  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
67  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
68  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.34 2007/04/22 01:13:14 dillon Exp $
69  */
70
71 #include "opt_inet.h"
72 #include "opt_inet6.h"
73 #include "opt_ipsec.h"
74 #include "opt_tcpdebug.h"
75
76 #include <sys/param.h>
77 #include <sys/systm.h>
78 #include <sys/kernel.h>
79 #include <sys/sysctl.h>
80 #include <sys/mbuf.h>
81 #include <sys/domain.h>
82 #include <sys/protosw.h>
83 #include <sys/socket.h>
84 #include <sys/socketvar.h>
85 #include <sys/in_cksum.h>
86 #include <sys/thread.h>
87 #include <sys/globaldata.h>
88
89 #include <net/route.h>
90
91 #include <netinet/in.h>
92 #include <netinet/in_systm.h>
93 #include <netinet/ip.h>
94 #include <netinet/in_pcb.h>
95 #include <netinet/ip_var.h>
96 #include <netinet6/in6_pcb.h>
97 #include <netinet/ip6.h>
98 #include <netinet6/ip6_var.h>
99 #include <netinet/tcp.h>
100 #define TCPOUTFLAGS
101 #include <netinet/tcp_fsm.h>
102 #include <netinet/tcp_seq.h>
103 #include <netinet/tcp_timer.h>
104 #include <netinet/tcp_timer2.h>
105 #include <netinet/tcp_var.h>
106 #include <netinet/tcpip.h>
107 #ifdef TCPDEBUG
108 #include <netinet/tcp_debug.h>
109 #endif
110
111 #ifdef IPSEC
112 #include <netinet6/ipsec.h>
113 #endif /*IPSEC*/
114
115 #ifdef FAST_IPSEC
116 #include <netproto/ipsec/ipsec.h>
117 #define IPSEC
118 #endif /*FAST_IPSEC*/
119
120 #ifdef notyet
121 extern struct mbuf *m_copypack();
122 #endif
123
124 int path_mtu_discovery = 0;
125 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
126         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
127
128 static int avoid_pure_win_update = 1;
129 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
130         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
131
132 int tcp_do_autosndbuf = 1;
133 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_auto, CTLFLAG_RW,
134     &tcp_do_autosndbuf, 0, "Enable automatic send buffer sizing");
135
136 int tcp_autosndbuf_inc = 8*1024;
137 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_inc, CTLFLAG_RW,
138     &tcp_autosndbuf_inc, 0, "Incrementor step size of automatic send buffer");
139
140 int tcp_autosndbuf_max = 2*1024*1024;
141 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, sendbuf_max, CTLFLAG_RW,
142     &tcp_autosndbuf_max, 0, "Max size of automatic send buffer");
143
144 /*
145  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
146  */
147 int
148 tcp_output(struct tcpcb *tp)
149 {
150         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
151         struct socket *so = inp->inp_socket;
152         long len, recvwin, sendwin;
153         int nsacked = 0;
154         int off, flags, error;
155 #ifdef TCP_SIGNATURE
156         int sigoff = 0;
157 #endif
158         struct mbuf *m;
159         struct ip *ip = NULL;
160         struct ipovly *ipov = NULL;
161         struct tcphdr *th;
162         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
163         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
164         int idle;
165         boolean_t sendalot;
166         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
167 #ifdef INET6
168         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
169 #else
170         const boolean_t isipv6 = FALSE;
171 #endif
172
173         /*
174          * Determine length of data that should be transmitted,
175          * and flags that will be used.
176          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
177          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
178          */
179
180         /*
181          * If we have been idle for a while, the send congestion window
182          * could be no longer representative of the current state of the link.
183          * So unless we are expecting more acks to come in, slow-start from
184          * scratch to re-determine the send congestion window.
185          */
186         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
187             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
188                 if (tcp_do_rfc3390) {
189                         int initial_cwnd =
190                             min(4 * tp->t_maxseg, max(2 * tp->t_maxseg, 4380));
191
192                         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
193                 } else {
194                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
195                 }
196                 tp->snd_wacked = 0;
197         }
198
199         /*
200          * Calculate whether the transmit stream was previously idle 
201          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
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         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
210             !IN_FASTRECOVERY(tp))
211                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
212
213 again:
214         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
215         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
216             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
217                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
218
219                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
220                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
221         }
222
223         sendalot = FALSE;
224         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
225         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
226         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
227
228         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
229         /*
230          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
231          * state flags.
232          */
233         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
234                 flags |= TH_FIN;
235         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
236                 flags |= TH_SYN;
237
238         /*
239          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
240          * Otherwise, if window is small but nonzero
241          * and timer expired, we will send what we can
242          * and go to transmit state.
243          */
244         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
245                 if (sendwin == 0) {
246                         /*
247                          * If we still have some data to send, then
248                          * clear the FIN bit.  Usually this would
249                          * happen below when it realizes that we
250                          * aren't sending all the data.  However,
251                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
252                          * then it won't clear the FIN bit below,
253                          * and if we are in persist state, we wind
254                          * up sending the packet without recording
255                          * that we sent the FIN bit.
256                          *
257                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
258                          * because if we don't have any more data
259                          * to send then the probe will be the FIN
260                          * itself.
261                          */
262                         if (off < so->so_snd.ssb_cc)
263                                 flags &= ~TH_FIN;
264                         sendwin = 1;
265                 } else {
266                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
267                         tp->t_rxtshift = 0;
268                 }
269         }
270
271         /*
272          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
273          * offset will be > 0 even if so_snd.ssb_cc is 0, resulting in
274          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
275          * its congestion window while receiving additional duplicate
276          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
277          * to snd_max after the fast-retransmit.
278          *
279          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
280          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
281          * wind up 0.
282          */
283         len = (long)ulmin(so->so_snd.ssb_cc, sendwin) - off;
284
285         /*
286          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
287          * is SYN-SENT state and if segment contains data, suppress sending
288          * segment (sending the segment would be an option if we still
289          * did TAO and the remote host supported it).
290          */
291         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
292                 flags &= ~TH_SYN;
293                 off--, len++;
294                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT)
295                         return 0;
296         }
297
298         /*
299          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments.
300          * This measure is needed to prevent interoperability problems
301          * with not fully conformant TCP implementations.
302          */
303         if (flags & TH_SYN) {
304                 len = 0;
305                 flags &= ~TH_FIN;
306         }
307
308         if (len < 0) {
309                 /*
310                  * If FIN has been sent but not acked,
311                  * but we haven't been called to retransmit,
312                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
313                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
314                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
315                  * to (closed) window, and set the persist timer
316                  * if it isn't already going.  If the window didn't
317                  * close completely, just wait for an ACK.
318                  */
319                 len = 0;
320                 if (sendwin == 0) {
321                         tcp_callout_stop(tp, tp->tt_rexmt);
322                         tp->t_rxtshift = 0;
323                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
324                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
325                                 tcp_setpersist(tp);
326                 }
327         }
328
329         KASSERT(len >= 0, ("%s: len < 0", __func__));
330         /*
331          * Automatic sizing of send socket buffer.  Often the send buffer
332          * size is not optimally adjusted to the actual network conditions
333          * at hand (delay bandwidth product).  Setting the buffer size too
334          * small limits throughput on links with high bandwidth and high
335          * delay (eg. trans-continental/oceanic links).  Setting the
336          * buffer size too big consumes too much real kernel memory,
337          * especially with many connections on busy servers.
338          *
339          * The criteria to step up the send buffer one notch are:
340          *  1. receive window of remote host is larger than send buffer
341          *     (with a fudge factor of 5/4th);
342          *  2. send buffer is filled to 7/8th with data (so we actually
343          *     have data to make use of it);
344          *  3. send buffer fill has not hit maximal automatic size;
345          *  4. our send window (slow start and cogestion controlled) is
346          *     larger than sent but unacknowledged data in send buffer.
347          *
348          * The remote host receive window scaling factor may limit the
349          * growing of the send buffer before it reaches its allowed
350          * maximum.
351          *
352          * It scales directly with slow start or congestion window
353          * and does at most one step per received ACK.  This fast
354          * scaling has the drawback of growing the send buffer beyond
355          * what is strictly necessary to make full use of a given
356          * delay*bandwith product.  However testing has shown this not
357          * to be much of an problem.  At worst we are trading wasting
358          * of available bandwith (the non-use of it) for wasting some
359          * socket buffer memory.
360          *
361          * TODO: Shrink send buffer during idle periods together
362          * with congestion window.  Requires another timer.  Has to
363          * wait for upcoming tcp timer rewrite.
364          */
365         if (tcp_do_autosndbuf && so->so_snd.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE) {
366                 if ((tp->snd_wnd / 4 * 5) >= so->so_snd.ssb_hiwat &&
367                     so->so_snd.ssb_cc >= (so->so_snd.ssb_hiwat / 8 * 7) &&
368                     so->so_snd.ssb_cc < tcp_autosndbuf_max &&
369                     sendwin >= (so->so_snd.ssb_cc - (tp->snd_nxt - tp->snd_una))) {
370                         u_long newsize;
371
372                         newsize = ulmin(so->so_snd.ssb_hiwat +
373                                          tcp_autosndbuf_inc,
374                                         tcp_autosndbuf_max);
375                         if (!ssb_reserve(&so->so_snd, newsize, so, NULL))
376                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
377                         if (newsize >= (TCP_MAXWIN << tp->snd_scale))
378                                 atomic_clear_int(&so->so_snd.ssb_flags, SSB_AUTOSIZE);
379                 }
380         }
381
382         /*
383          * Truncate to the maximum segment length and ensure that FIN is
384          * removed if the length no longer contains the last data byte.
385          */
386         if (len > tp->t_maxseg) {
387                 len = tp->t_maxseg;
388                 sendalot = TRUE;
389         }
390         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.ssb_cc))
391                 flags &= ~TH_FIN;
392
393         recvwin = ssb_space(&so->so_rcv);
394
395         /*
396          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
397          * conditions when len is non-zero:
398          *
399          *      - We have a full segment
400          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
401          *        either idle or running NODELAY
402          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
403          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
404          *        data (receiver may be limiting the window size)
405          *      - we need to retransmit
406          */
407         if (len) {
408                 if (len == tp->t_maxseg)
409                         goto send;
410                 /*
411                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
412                  * end may occur synchronously with the output and cause
413                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
414                  *
415                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
416                  */
417                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
418                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
419                     len + off >= so->so_snd.ssb_cc &&
420                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
421                         goto send;
422                 }
423                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
424                         goto send;
425                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
426                         goto send;
427                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
428                         goto send;
429         }
430
431         /*
432          * Compare available window to amount of window
433          * known to peer (as advertised window less
434          * next expected input).  If the difference is at least two
435          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
436          * window, then want to send a window update to peer.
437          */
438         if (recvwin > 0) {
439                 /*
440                  * "adv" is the amount we can increase the window,
441                  * taking into account that we are limited by
442                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
443                  */
444                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
445                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
446                 long hiwat;
447
448                 /*
449                  * This ack case typically occurs when the user has drained
450                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
451                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
452                  * ONLY updates the tcp window.
453                  *
454                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
455                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
456                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
457                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
458                  * The 2-segment pure window update will often add a large
459                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
460                  *
461                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
462                  */
463                 if (avoid_pure_win_update == 0 ||
464                     (tp->t_flags & TF_RXRESIZED)) {
465                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg)) {
466                                 goto send;
467                         }
468                 }
469                 hiwat = (long)(TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale);
470                 if (hiwat > (long)so->so_rcv.ssb_hiwat)
471                         hiwat = (long)so->so_rcv.ssb_hiwat;
472                 if (adv >= hiwat / 2)
473                         goto send;
474         }
475
476         /*
477          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
478          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
479          */
480         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
481                 goto send;
482         if ((flags & TH_RST) ||
483             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
484                 goto send;
485         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
486                 goto send;
487         /*
488          * If our state indicates that FIN should be sent
489          * and we have not yet done so, then we need to send.
490          */
491         if (flags & TH_FIN &&
492             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
493                 goto send;
494
495         /*
496          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
497          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
498          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
499          *      idle                    not doing retransmits or persists
500          *      persisting              to move a small or zero window
501          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
502          *
503          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)
504          *      is true when we are in persist state.
505          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
506          *      is set when we are called to send a persist packet.
507          * tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt)
508          *      is set when we are retransmitting
509          * The output side is idle when both timers are zero.
510          *
511          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
512          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
513          * If nothing happens soon, send when timer expires:
514          * if window is nonzero, transmit what we can,
515          * otherwise force out a byte.
516          */
517         if (so->so_snd.ssb_cc > 0 &&
518             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
519             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
520                 tp->t_rxtshift = 0;
521                 tcp_setpersist(tp);
522         }
523
524         /*
525          * No reason to send a segment, just return.
526          */
527         return (0);
528
529 send:
530         /*
531          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
532          * unless TCP set not to do any options.
533          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
534          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
535          * link header, i.e.
536          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
537          */
538         optlen = 0;
539         if (isipv6)
540                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
541         else
542                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
543         if (flags & TH_SYN) {
544                 tp->snd_nxt = tp->iss;
545                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
546                         u_short mss;
547
548                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
549                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
550                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
551                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
552                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
553
554                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
555                             (!(flags & TH_ACK) ||
556                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
557                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
558                                         TCPOPT_NOP << 24 |
559                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
560                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
561                                         tp->request_r_scale);
562                                 optlen += 4;
563                         }
564
565                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
566                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
567                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
568
569                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
570                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
571                         }
572                 }
573         }
574
575         /*
576          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
577          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
578          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
579          */
580         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
581             !(flags & TH_RST) &&
582             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
583                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
584
585                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
586                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
587                 *lp++ = htonl(ticks);
588                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
589                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
590         }
591
592         /* Set receive buffer autosizing timestamp. */
593         if (tp->rfbuf_ts == 0 && (so->so_rcv.ssb_flags & SSB_AUTOSIZE))
594                 tp->rfbuf_ts = ticks;
595
596         /*
597          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
598          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
599          */
600         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
601                 TF_SACK_PERMITTED &&
602             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
603              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
604                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
605
606 #ifdef TCP_SIGNATURE
607         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE) {
608                 int i;
609                 u_char *bp;
610                 /*
611                  * Initialize TCP-MD5 option (RFC2385)
612                  */
613                 bp = (u_char *)opt + optlen;
614                 *bp++ = TCPOPT_SIGNATURE;
615                 *bp++ = TCPOLEN_SIGNATURE;
616                 sigoff = optlen + 2;
617                 for (i = 0; i < TCP_SIGLEN; i++)
618                         *bp++ = 0;
619                 optlen += TCPOLEN_SIGNATURE;
620                 /*
621                  * Terminate options list and maintain 32-bit alignment.
622                  */
623                 *bp++ = TCPOPT_NOP;
624                 *bp++ = TCPOPT_EOL;
625                 optlen += 2;
626         }
627 #endif /* TCP_SIGNATURE */
628         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
629         hdrlen += optlen;
630
631         if (isipv6) {
632                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
633         } else {
634                 if (inp->inp_options) {
635                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
636                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
637                 } else {
638                         ipoptlen = 0;
639                 }
640         }
641 #ifdef IPSEC
642         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
643 #endif
644
645         /*
646          * Adjust data length if insertion of options will bump the packet
647          * length beyond the t_maxopd length.  Clear FIN to prevent premature
648          * closure since there is still more data to send after this (now
649          * truncated) packet.
650          *
651          * If just the options do not fit we are in a no-win situation and
652          * we treat it as an unreachable host.
653          */
654         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
655                 if (tp->t_maxopd <= optlen + ipoptlen) {
656                         static time_t last_optlen_report;
657
658                         if (last_optlen_report != time_second) {
659                                 last_optlen_report = time_second;
660                                 kprintf("tcpcb %p: MSS (%d) too small to hold options!\n", tp, tp->t_maxopd);
661                         }
662                         error = EHOSTUNREACH;
663                         goto out;
664                 } else {
665                         flags &= ~TH_FIN;
666                         len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
667                         sendalot = TRUE;
668                 }
669         }
670
671 #ifdef INET6
672         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
673 #else
674         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
675 #endif
676
677         /*
678          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
679          * be transmitted, and initialize the header from
680          * the template for sends on this connection.
681          */
682         if (len) {
683                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
684                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
685                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
686                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
687                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
688                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
689                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
690                 } else {
691                         tcpstat.tcps_sndpack++;
692                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
693                 }
694 #ifdef notyet
695                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.ssb_mb, off, (int)len,
696                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
697                         error = ENOBUFS;
698                         goto out;
699                 }
700                 /*
701                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
702                  */
703                 m->m_len += hdrlen;
704                 m->m_data -= hdrlen;
705 #else
706 #ifndef INET6
707                 m = m_gethdr(MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
708 #else
709                 m = m_getl(hdrlen + max_linkhdr, MB_DONTWAIT, MT_HEADER,
710                            M_PKTHDR, NULL);
711 #endif
712                 if (m == NULL) {
713                         error = ENOBUFS;
714                         goto out;
715                 }
716                 m->m_data += max_linkhdr;
717                 m->m_len = hdrlen;
718                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
719                         m_copydata(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len,
720                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
721                         m->m_len += len;
722                 } else {
723                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.ssb_mb, off, (int) len);
724                         if (m->m_next == NULL) {
725                                 m_free(m);
726                                 error = ENOBUFS;
727                                 goto out;
728                         }
729                 }
730 #endif
731                 /*
732                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
733                  * (This will keep happy those implementations which only
734                  * give data to the user when a buffer fills or
735                  * a PUSH comes in.)
736                  */
737                 if (off + len == so->so_snd.ssb_cc)
738                         flags |= TH_PUSH;
739         } else {
740                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
741                         tcpstat.tcps_sndacks++;
742                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
743                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
744                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
745                         tcpstat.tcps_sndurg++;
746                 else
747                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
748
749                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
750                 if (m == NULL) {
751                         error = ENOBUFS;
752                         goto out;
753                 }
754                 if (isipv6 &&
755                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
756                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
757                 else
758                         m->m_data += max_linkhdr;
759                 m->m_len = hdrlen;
760         }
761         m->m_pkthdr.rcvif = NULL;
762         if (isipv6) {
763                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
764                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
765                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
766         } else {
767                 ip = mtod(m, struct ip *);
768                 ipov = (struct ipovly *)ip;
769                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
770                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
771                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
772         }
773
774         /*
775          * Fill in fields, remembering maximum advertised
776          * window for use in delaying messages about window sizes.
777          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
778          */
779         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
780             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
781                 tp->snd_nxt--;
782         /*
783          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
784          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
785          * packets, we do not want the sequence number of the
786          * retransmitted packet, we want the sequence number
787          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
788          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
789          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
790          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
791          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
792          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
793          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
794          */
795         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) ||
796             tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist))
797                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
798         else
799                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
800         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
801         if (optlen) {
802                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
803                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
804         }
805         th->th_flags = flags;
806
807         /*
808          * Calculate receive window.  Don't shrink window, but avoid
809          * silly window syndrome by sending a 0 window if the actual
810          * window is less then one segment.
811          */
812         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.ssb_hiwat / 4) &&
813             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
814                 recvwin = 0;
815         if (recvwin < (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
816                 recvwin = (tcp_seq_diff_t)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
817         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
818                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
819         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
820
821         /*
822          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
823          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
824          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
825          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
826          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
827          * the connection.
828          */
829         if (recvwin == 0)
830                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
831         else
832                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
833
834         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
835                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
836                 th->th_flags |= TH_URG;
837         } else {
838                 /*
839                  * If no urgent pointer to send, then we pull
840                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
841                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
842                  * number wraparound.
843                  */
844                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
845         }
846
847 #ifdef TCP_SIGNATURE
848         if (tp->t_flags & TF_SIGNATURE)
849                 tcpsignature_compute(m, len, optlen,
850                                 (u_char *)(th + 1) + sigoff, IPSEC_DIR_OUTBOUND);
851 #endif /* TCP_SIGNATURE */
852
853         /*
854          * Put TCP length in extended header, and then
855          * checksum extended header and data.
856          */
857         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
858         if (isipv6) {
859                 /*
860                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
861                  * in ip6_output().
862                  */
863                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
864                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
865         } else {
866                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
867                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
868                 if (len + optlen)
869                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
870                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
871
872                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
873                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
874                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
875         }
876
877         /*
878          * In transmit state, time the transmission and arrange for
879          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
880          */
881         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
882             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
883                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
884
885                 /*
886                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
887                  */
888                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
889                         if (flags & TH_SYN)
890                                 tp->snd_nxt++;
891                         if (flags & TH_FIN) {
892                                 tp->snd_nxt++;
893                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
894                         }
895                 }
896                 tp->snd_nxt += len;
897                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
898                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
899                         /*
900                          * Time this transmission if not a retransmission and
901                          * not currently timing anything.
902                          */
903                         if (tp->t_rtttime == 0) {
904                                 tp->t_rtttime = ticks;
905                                 tp->t_rtseq = startseq;
906                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
907                         }
908                 }
909
910                 /*
911                  * Set retransmit timer if not currently set,
912                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
913                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
914                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
915                  * Initialize shift counter which is used for backoff
916                  * of retransmit time.
917                  */
918                 if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
919                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
920                         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
921                                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_persist);
922                                 tp->t_rxtshift = 0;
923                         }
924                         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
925                             tcp_timer_rexmt);
926                 }
927         } else {
928                 /*
929                  * Persist case, update snd_max but since we are in
930                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
931                  */
932                 int xlen = len;
933                 if (flags & TH_SYN)
934                         ++xlen;
935                 if (flags & TH_FIN) {
936                         ++xlen;
937                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
938                 }
939                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
940                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
941         }
942
943 #ifdef TCPDEBUG
944         /*
945          * Trace.
946          */
947         if (so->so_options & SO_DEBUG)
948                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
949 #endif
950
951         /*
952          * Fill in IP length and desired time to live and
953          * send to IP level.  There should be a better way
954          * to handle ttl and tos; we could keep them in
955          * the template, but need a way to checksum without them.
956          */
957         /*
958          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
959          * because in6_cksum() need it.
960          */
961         if (isipv6) {
962                 /*
963                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
964                  * user might want to change the value via setsockopt.
965                  * Also, desired default hop limit might be changed via
966                  * Neighbor Discovery.
967                  */
968                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
969                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
970                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
971
972                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
973                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
974                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
975                                    inp);
976         } else {
977                 struct rtentry *rt;
978                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
979 #ifdef INET6
980                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
981                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
982                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
983                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
984                 else
985 #endif
986                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
987
988                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
989                 /*
990                  * See if we should do MTU discovery.
991                  * We do it only if the following are true:
992                  *      1) we have a valid route to the destination
993                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
994                  *         then discovery has been disabled)
995                  */
996                 if (path_mtu_discovery &&
997                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
998                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
999                         ip->ip_off |= IP_DF;
1000
1001                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
1002                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE) |
1003                                   IP_DEBUGROUTE, NULL, inp);
1004         }
1005         if (error) {
1006
1007                 /*
1008                  * We know that the packet was lost, so back out the
1009                  * sequence number advance, if any.
1010                  */
1011                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
1012                     !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1013                         /*
1014                          * No need to check for TH_FIN here because
1015                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
1016                          */
1017                         if (!(flags & TH_SYN))
1018                                 tp->snd_nxt -= len;
1019                 }
1020
1021 out:
1022                 if (error == ENOBUFS) {
1023                         /*
1024                          * If we can't send, make sure there is something
1025                          * to get us going again later.  Persist state
1026                          * is not necessarily right, but it is close enough.
1027                          */
1028                         if (!tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt) &&
1029                             !tcp_callout_active(tp, tp->tt_persist)) {
1030                                 tp->t_rxtshift = 0;
1031                                 tcp_setpersist(tp);
1032                         }
1033                         tcp_quench(inp, 0);
1034                         return (0);
1035                 }
1036                 if (error == EMSGSIZE) {
1037                         /*
1038                          * ip_output() will have already fixed the route
1039                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1040                          * initiate retransmission, so it is important to
1041                          * not do so here.
1042                          */
1043                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1044                         return 0;
1045                 }
1046                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1047                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1048                         tp->t_softerror = error;
1049                         return (0);
1050                 }
1051                 return (error);
1052         }
1053         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1054
1055         /*
1056          * Data sent (as far as we can tell).
1057          *
1058          * If this advertises a larger window than any other segment,
1059          * then remember the size of the advertised window.
1060          *
1061          * Any pending ACK has now been sent.
1062          */
1063         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv)) {
1064                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1065                 tp->t_flags &= ~TF_RXRESIZED;
1066         }
1067         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1068         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1069         if (tcp_delack_enabled)
1070                 tcp_callout_stop(tp, tp->tt_delack);
1071         if (sendalot)
1072                 goto again;
1073         return (0);
1074 }
1075
1076 void
1077 tcp_setpersist(struct tcpcb *tp)
1078 {
1079         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1080         int tt;
1081
1082         if (tcp_callout_active(tp, tp->tt_rexmt))
1083                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1084         /*
1085          * Start/restart persistance timer.
1086          */
1087         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1088                       TCPTV_PERSMAX);
1089         tcp_callout_reset(tp, tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist);
1090         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1091                 tp->t_rxtshift++;
1092 }