sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
   3  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
   4  *
   5  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   6  * modification, are permitted provided that the following conditions
   7  * are met:
   8  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
   9  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  10  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  11  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  12  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  13  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  14  *    must display the following acknowledgement:
  15  *      This product includes software developed by the University of
  16  *      California, Berkeley and its contributors.
  17  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  18  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  19  *    without specific prior written permission.
  20  *
  21  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  22  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  23  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  24  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  25  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  26  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  27  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  28  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  29  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  30  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  *
  33  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  34  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
  35  */
  36
  37 #include "opt_inet6.h"
  38 #include "opt_ipsec.h"
  39 #include "opt_tcpdebug.h"
  40
  41 #include <sys/param.h>
  42 #include <sys/systm.h>
  43 #include <sys/kernel.h>
  44 #include <sys/sysctl.h>
  45 #include <sys/mbuf.h>
  46 #include <sys/domain.h>
  47 #include <sys/protosw.h>
  48 #include <sys/socket.h>
  49 #include <sys/socketvar.h>
  50
  51 #include <net/route.h>
  52
  53 #include <netinet/in.h>
  54 #include <netinet/in_systm.h>
  55 #include <netinet/ip.h>
  56 #include <netinet/in_pcb.h>
  57 #include <netinet/ip_var.h>
  58 #ifdef INET6
  59 #include <netinet6/in6_pcb.h>
  60 #include <netinet/ip6.h>
  61 #include <netinet6/ip6_var.h>
  62 #endif
  63 #include <netinet/tcp.h>
  64 #define TCPOUTFLAGS
  65 #include <netinet/tcp_fsm.h>
  66 #include <netinet/tcp_seq.h>
  67 #include <netinet/tcp_timer.h>
  68 #include <netinet/tcp_var.h>
  69 #include <netinet/tcpip.h>
  70 #ifdef TCPDEBUG
  71 #include <netinet/tcp_debug.h>
  72 #endif
  73
  74 #ifdef IPSEC
  75 #include <netinet6/ipsec.h>
  76 #endif /*IPSEC*/
  77
  78 #ifdef FAST_IPSEC
  79 #include <netipsec/ipsec.h>
  80 #define IPSEC
  81 #endif /*FAST_IPSEC*/
  82
  83 #include <machine/in_cksum.h>
  84
  85 #ifdef notyet
  86 extern struct mbuf *m_copypack();
  87 #endif
  88
  89 int path_mtu_discovery = 1;
  90 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
  91         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
  92
  93 int ss_fltsz = 1;
  94 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
  95         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
  96
  97 int ss_fltsz_local = 4;
  98 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
  99         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 100
 101 int     tcp_do_newreno = 1;
 102 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, newreno, CTLFLAG_RW, &tcp_do_newreno,
 103         0, "Enable NewReno Algorithms");
 104
 105 /*
 106  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 107  */
 108 int
 109 tcp_output(tp)
 110         register struct tcpcb *tp;
 111 {
 112         register struct socket *so = tp->t_inpcb->inp_socket;
 113         register long len, win;
 114         int off, flags, error;
 115         register struct mbuf *m;
 116         struct ip *ip = NULL;
 117         register struct ipovly *ipov = NULL;
 118 #ifdef INET6
 119         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 120 #endif /* INET6 */
 121         register struct tcphdr *th;
 122         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 123         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 124         int idle, sendalot;
 125 #if 0
 126         int maxburst = TCP_MAXBURST;
 127 #endif
 128         struct rmxp_tao *taop;
 129 #ifdef INET6
 130         int isipv6;
 131 #endif
 132
 133 #ifdef INET6
 134         isipv6 = (tp->t_inpcb->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 135 #endif
 136
 137         /*
 138          * Determine length of data that should be transmitted,
 139          * and flags that will be used.
 140          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 141          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 142          */
 143         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 144         if (idle && (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 145                 /*
 146                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 147                  * expected to clock out any data we send --
 148                  * slow start to get ack "clock" running again.
 149                  *
 150                  * Set the slow-start flight size depending on whether
 151                  * this is a local network or not.
 152                  */
 153                 if (
 154 #ifdef INET6
 155                     (isipv6 && in6_localaddr(&tp->t_inpcb->in6p_faddr)) ||
 156                     (!isipv6 &&
 157 #endif
 158                      in_localaddr(tp->t_inpcb->inp_faddr)
 159 #ifdef INET6
 160                      )
 161 #endif
 162                     )
 163                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz_local;
 164                 else
 165                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz;
 166         }
 167         tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 168         if (idle) {
 169                 if (tp->t_flags & TF_MORETOCOME) {
 170                         tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 171                         idle = 0;
 172                 }
 173         }
 174 again:
 175         sendalot = 0;
 176         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 177         win = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 178         win = min(win, tp->snd_bwnd);
 179
 180         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 181         /*
 182          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 183          * state flags.
 184          */
 185         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 186                 flags |= TH_FIN;
 187         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 188                 flags |= TH_SYN;
 189
 190         /*
 191          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 192          * Otherwise, if window is small but nonzero
 193          * and timer expired, we will send what we can
 194          * and go to transmit state.
 195          */
 196         if (tp->t_force) {
 197                 if (win == 0) {
 198                         /*
 199                          * If we still have some data to send, then
 200                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 201                          * happen below when it realizes that we
 202                          * aren't sending all the data.  However,
 203                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 204                          * then it won't clear the FIN bit below,
 205                          * and if we are in persist state, we wind
 206                          * up sending the packet without recording
 207                          * that we sent the FIN bit.
 208                          *
 209                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 210                          * because if we don't have any more data
 211                          * to send then the probe will be the FIN
 212                          * itself.
 213                          */
 214                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 215                                 flags &= ~TH_FIN;
 216                         win = 1;
 217                 } else {
 218                         callout_stop(tp->tt_persist);
 219                         tp->t_rxtshift = 0;
 220                 }
 221         }
 222
 223         /*
 224          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 225          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 226          * a negative length.  This can also occur when tcp opens up
 227          * its congestion window while receiving additional duplicate
 228          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 229          * to snd_max after the fast-retransmit.
 230          *
 231          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 232          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 233          * wind up 0.
 234          */
 235         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, win) - off;
 236
 237         taop = tcp_gettaocache(&tp->t_inpcb->inp_inc);
 238
 239         /*
 240          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 241          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 242          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 243          */
 244         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 245                 flags &= ~TH_SYN;
 246                 off--, len++;
 247                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 248                     (taop == NULL || taop->tao_ccsent == 0))
 249                         return 0;
 250         }
 251
 252         /*
 253          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 254          * in cases when no CC option will be sent.
 255          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 256          * with not fully conformant TCP implementations.
 257          */
 258         if ((flags & TH_SYN) &&
 259             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 260              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 261                 len = 0;
 262                 flags &= ~TH_FIN;
 263         }
 264
 265         if (len < 0) {
 266                 /*
 267                  * If FIN has been sent but not acked,
 268                  * but we haven't been called to retransmit,
 269                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 270                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 271                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 272                  * to (closed) window, and set the persist timer
 273                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 274                  * close completely, just wait for an ACK.
 275                  */
 276                 len = 0;
 277                 if (win == 0) {
 278                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 279                         tp->t_rxtshift = 0;
 280                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 281                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 282                                 tcp_setpersist(tp);
 283                 }
 284         }
 285
 286         /*
 287          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 288          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 289          * no longer contains the last data byte.
 290          */
 291         if (len > tp->t_maxseg) {
 292                 len = tp->t_maxseg;
 293                 sendalot = 1;
 294         }
 295         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 296                 flags &= ~TH_FIN;
 297
 298         win = sbspace(&so->so_rcv);
 299
 300         /*
 301          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 302          * conditions when len is non-zero:
 303          *
 304          *      - We have a full segment
 305          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 306          *        either idle or running NODELAY
 307          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 308          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 309          *        data (receiver may be limited the window size)
 310          *      - we need to retransmit
 311          */
 312         if (len) {
 313                 if (len == tp->t_maxseg)
 314                         goto send;
 315                 /*
 316                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 317                  * end may occur synchronously with the output and cause
 318                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 319                  *
 320                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 321                  */
 322                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 323                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 324                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 325                     (tp->t_flags & TF_NOPUSH) == 0) {
 326                         goto send;
 327                 }
 328                 if (tp->t_force)                        /* typ. timeout case */
 329                         goto send;
 330                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 331                         goto send;
 332                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 333                         goto send;
 334         }
 335
 336         /*
 337          * Compare available window to amount of window
 338          * known to peer (as advertised window less
 339          * next expected input).  If the difference is at least two
 340          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 341          * window, then want to send a window update to peer.
 342          */
 343         if (win > 0) {
 344                 /*
 345                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 346                  * taking into account that we are limited by
 347                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 348                  */
 349                 long adv = min(win, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 350                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 351
 352                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 353                         goto send;
 354                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 355                         goto send;
 356         }
 357
 358         /*
 359          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 360          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 361          */
 362         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 363                 goto send;
 364         if ((flags & TH_RST) ||
 365             ((flags & TH_SYN) && (tp->t_flags & TF_NEEDSYN) == 0))
 366                 goto send;
 367         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 368                 goto send;
 369         /*
 370          * If our state indicates that FIN should be sent
 371          * and we have not yet done so, then we need to send.
 372          */
 373         if (flags & TH_FIN &&
 374             ((tp->t_flags & TF_SENTFIN) == 0 || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 375                 goto send;
 376
 377         /*
 378          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 379          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 380          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 381          *      idle                    not doing retransmits or persists
 382          *      persisting              to move a small or zero window
 383          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 384          *
 385          * callout_active(tp->tt_persist)
 386          *      is true when we are in persist state.
 387          * tp->t_force
 388          *      is set when we are called to send a persist packet.
 389          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 390          *      is set when we are retransmitting
 391          * The output side is idle when both timers are zero.
 392          *
 393          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 394          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 395          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 396          * if window is nonzero, transmit what we can,
 397          * otherwise force out a byte.
 398          */
 399         if (so->so_snd.sb_cc && !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 400             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 401                 tp->t_rxtshift = 0;
 402                 tcp_setpersist(tp);
 403         }
 404
 405         /*
 406          * No reason to send a segment, just return.
 407          */
 408         return (0);
 409
 410 send:
 411         /*
 412          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 413          * unless TCP set not to do any options.
 414          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 415          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 416          * link header, i.e.
 417          *      max_linkhdr + sizeof (struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 418          */
 419         optlen = 0;
 420 #ifdef INET6
 421         if (isipv6)
 422                 hdrlen = sizeof (struct ip6_hdr) + sizeof (struct tcphdr);
 423         else
 424 #endif
 425         hdrlen = sizeof (struct tcpiphdr);
 426         if (flags & TH_SYN) {
 427                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 428                 if ((tp->t_flags & TF_NOOPT) == 0) {
 429                         u_short mss;
 430
 431                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 432                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 433                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 434                         (void)memcpy(opt + 2, &mss, sizeof(mss));
 435                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 436
 437                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 438                             ((flags & TH_ACK) == 0 ||
 439                             (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 440                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 441                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 442                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 443                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 444                                         tp->request_r_scale);
 445                                 optlen += 4;
 446                         }
 447                 }
 448         }
 449
 450         /*
 451          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 452          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 453          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 454          */
 455         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP|TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 456             (flags & TH_RST) == 0 &&
 457             ((flags & TH_ACK) == 0 ||
 458              (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 459                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 460
 461                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 462                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 463                 *lp++ = htonl(ticks);
 464                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 465                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 466         }
 467
 468         /*
 469          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 470          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 471          */
 472         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC|TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 473              (flags & TH_RST) == 0) {
 474                 switch (flags & (TH_SYN|TH_ACK)) {
 475                 /*
 476                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 477                  * from our peer.
 478                  */
 479                 case TH_ACK:
 480                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 481                                 break;
 482                         /*FALLTHROUGH*/
 483
 484                 /*
 485                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 486                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 487                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 488                  * do this if our peer understands T/TCP.
 489                  */
 490                 case 0:
 491                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 492                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 493                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 494                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 495                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 496
 497                         optlen += 4;
 498                         break;
 499
 500                 /*
 501                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 502                  * CC or CC.new.
 503                  */
 504                 case TH_SYN:
 505                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 506                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 507                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 508                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 509                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 510                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 511                         optlen += 4;
 512                         break;
 513
 514                 /*
 515                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 516                  * CC from our peer.
 517                  */
 518                 case (TH_SYN|TH_ACK):
 519                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 520                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 521                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 522                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 523                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 524                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 525                                         htonl(tp->cc_send);
 526                                 optlen += 4;
 527                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 528                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 529                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 530                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 531                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 532                                         htonl(tp->cc_recv);
 533                                 optlen += 4;
 534                         }
 535                         break;
 536                 }
 537         }
 538
 539         hdrlen += optlen;
 540
 541 #ifdef INET6
 542         if (isipv6)
 543                 ipoptlen = ip6_optlen(tp->t_inpcb);
 544         else
 545 #endif
 546       {
 547         if (tp->t_inpcb->inp_options) {
 548                 ipoptlen = tp->t_inpcb->inp_options->m_len -
 549                                 offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 550         } else {
 551                 ipoptlen = 0;
 552         }
 553       }
 554 #ifdef IPSEC
 555         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 556 #endif
 557
 558         /*
 559          * Adjust data length if insertion of options will
 560          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 561          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 562          * the segment.
 563          */
 564         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 565                 /*
 566                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 567                  */
 568                 flags &= ~TH_FIN;
 569                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 570                 sendalot = 1;
 571         }
 572
 573 /*#ifdef DIAGNOSTIC*/
 574 #ifdef INET6
 575         if (max_linkhdr + hdrlen > MCLBYTES)
 576                 panic("tcphdr too big");
 577 #else
 578         if (max_linkhdr + hdrlen > MHLEN)
 579                 panic("tcphdr too big");
 580 #endif
 581 /*#endif*/
 582
 583         /*
 584          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 585          * be transmitted, and initialize the header from
 586          * the template for sends on this connection.
 587          */
 588         if (len) {
 589                 if (tp->t_force && len == 1)
 590                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 591                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 592                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 593                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 594                 } else {
 595                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 596                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 597                 }
 598 #ifdef notyet
 599                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
 600                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
 601                         error = ENOBUFS;
 602                         goto out;
 603                 }
 604                 /*
 605                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 606                  */
 607                 m->m_len += hdrlen;
 608                 m->m_data -= hdrlen;
 609 #else
 610                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_HEADER);
 611                 if (m == NULL) {
 612                         error = ENOBUFS;
 613                         goto out;
 614                 }
 615 #ifdef INET6
 616                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 617                         MCLGET(m, M_DONTWAIT);
 618                         if ((m->m_flags & M_EXT) == 0) {
 619                                 m_freem(m);
 620                                 error = ENOBUFS;
 621                                 goto out;
 622                         }
 623                 }
 624 #endif
 625                 m->m_data += max_linkhdr;
 626                 m->m_len = hdrlen;
 627                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 628                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 629                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 630                         m->m_len += len;
 631                 } else {
 632                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 633                         if (m->m_next == 0) {
 634                                 (void) m_free(m);
 635                                 error = ENOBUFS;
 636                                 goto out;
 637                         }
 638                 }
 639 #endif
 640                 /*
 641                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 642                  * (This will keep happy those implementations which only
 643                  * give data to the user when a buffer fills or
 644                  * a PUSH comes in.)
 645                  */
 646                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 647                         flags |= TH_PUSH;
 648         } else {
 649                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 650                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 651                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 652                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 653                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 654                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 655                 else
 656                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 657
 658                 MGETHDR(m, M_DONTWAIT, MT_HEADER);
 659                 if (m == NULL) {
 660                         error = ENOBUFS;
 661                         goto out;
 662                 }
 663 #ifdef INET6
 664                 if (isipv6 && (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) &&
 665                     MHLEN >= hdrlen) {
 666                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 667                 } else
 668 #endif
 669                 m->m_data += max_linkhdr;
 670                 m->m_len = hdrlen;
 671         }
 672         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 673 #ifdef INET6
 674         if (isipv6) {
 675                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 676                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 677                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 678         } else
 679 #endif /* INET6 */
 680       {
 681         ip = mtod(m, struct ip *);
 682         ipov = (struct ipovly *)ip;
 683         th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 684         /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 685         tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 686       }
 687
 688         /*
 689          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 690          * window for use in delaying messages about window sizes.
 691          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 692          */
 693         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 694             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 695                 tp->snd_nxt--;
 696         /*
 697          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 698          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 699          * packets, we do not want the sequence number of the
 700          * retransmitted packet, we want the sequence number
 701          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 702          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 703          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 704          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 705          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 706          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 707          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 708          */
 709         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN))
 710             || callout_active(tp->tt_persist))
 711                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 712         else
 713                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 714         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 715         if (optlen) {
 716                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 717                 th->th_off = (sizeof (struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 718         }
 719         th->th_flags = flags;
 720         /*
 721          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 722          * but avoid silly window syndrome.
 723          */
 724         if (win < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) && win < (long)tp->t_maxseg)
 725                 win = 0;
 726         if (win < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 727                 win = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 728         if (win > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 729                 win = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 730         th->th_win = htons((u_short) (win>>tp->rcv_scale));
 731
 732         /*
 733          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 734          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 735          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 736          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 737          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 738          * the connection.
 739          */
 740         if (win == 0)
 741                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 742         else
 743                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 744
 745         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 746                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 747                 th->th_flags |= TH_URG;
 748         } else
 749                 /*
 750                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 751                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 752                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 753                  * number wraparound.
 754                  */
 755                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 756
 757         /*
 758          * Put TCP length in extended header, and then
 759          * checksum extended header and data.
 760          */
 761         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 762 #ifdef INET6
 763         if (isipv6)
 764                 /*
 765                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 766                  * in ip6_output.
 767                  */
 768                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 769                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 770         else
 771 #endif /* INET6 */
 772       {
 773         m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 774         m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 775         if (len + optlen)
 776                 th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 777                     htons((u_short)(optlen + len)));
 778
 779         /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 780         KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 781             ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 782       }
 783
 784         /*
 785          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 786          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 787          */
 788         if (tp->t_force == 0 || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 789                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 790
 791                 /*
 792                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 793                  */
 794                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
 795                         if (flags & TH_SYN)
 796                                 tp->snd_nxt++;
 797                         if (flags & TH_FIN) {
 798                                 tp->snd_nxt++;
 799                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 800                         }
 801                 }
 802                 tp->snd_nxt += len;
 803                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 804                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 805                         /*
 806                          * Time this transmission if not a retransmission and
 807                          * not currently timing anything.
 808                          */
 809                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 810                                 tp->t_rtttime = ticks;
 811                                 tp->t_rtseq = startseq;
 812                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 813                         }
 814                 }
 815
 816                 /*
 817                  * Set retransmit timer if not currently set,
 818                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 819                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 820                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 821                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 822                  * of retransmit time.
 823                  */
 824                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 825                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 826                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 827                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 828                                 tp->t_rxtshift = 0;
 829                         }
 830                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 831                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 832                 }
 833         } else {
 834                 /*
 835                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 836                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 837                  */
 838                 int xlen = len;
 839                 if (flags & TH_SYN)
 840                         ++xlen;
 841                 if (flags & TH_FIN) {
 842                         ++xlen;
 843                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 844                 }
 845                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 846                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 847         }
 848
 849 #ifdef TCPDEBUG
 850         /*
 851          * Trace.
 852          */
 853         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 854                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 855 #endif
 856
 857         /*
 858          * Fill in IP length and desired time to live and
 859          * send to IP level.  There should be a better way
 860          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 861          * the template, but need a way to checksum without them.
 862          */
 863         /*
 864          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 865          * because in6_cksum() need it.
 866          */
 867 #ifdef INET6
 868         if (isipv6) {
 869                 /*
 870                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 871                  * user might want to change the value via setsockopt.
 872                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 873                  * Neighbor Discovery.
 874                  */
 875                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(tp->t_inpcb,
 876                                                tp->t_inpcb->in6p_route.ro_rt ?
 877                                                tp->t_inpcb->in6p_route.ro_rt->rt_ifp
 878                                                : NULL);
 879
 880                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 881                 error = ip6_output(m,
 882                             tp->t_inpcb->in6p_outputopts,
 883                             &tp->t_inpcb->in6p_route,
 884                             (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
 885                             tp->t_inpcb);
 886         } else
 887 #endif /* INET6 */
 888     {
 889         struct rtentry *rt;
 890         ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 891 #ifdef INET6
 892         if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 893                 ip->ip_ttl = in6_selecthlim(tp->t_inpcb,
 894                                             tp->t_inpcb->in6p_route.ro_rt ?
 895                                             tp->t_inpcb->in6p_route.ro_rt->rt_ifp
 896                                             : NULL);
 897         else
 898 #endif /* INET6 */
 899         ip->ip_ttl = tp->t_inpcb->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 900         ip->ip_tos = tp->t_inpcb->inp_ip_tos;   /* XXX */
 901         /*
 902          * See if we should do MTU discovery.  We do it only if the following
 903          * are true:
 904          *      1) we have a valid route to the destination
 905          *      2) the MTU is not locked (if it is, then discovery has been
 906          *         disabled)
 907          */
 908         if (path_mtu_discovery
 909             && (rt = tp->t_inpcb->inp_route.ro_rt)
 910             && rt->rt_flags & RTF_UP
 911             && !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU)) {
 912                 ip->ip_off |= IP_DF;
 913         }
 914         error = ip_output(m, tp->t_inpcb->inp_options, &tp->t_inpcb->inp_route,
 915             (so->so_options & SO_DONTROUTE), 0, tp->t_inpcb);
 916     }
 917         if (error) {
 918
 919                 /*
 920                  * We know that the packet was lost, so back out the
 921                  * sequence number advance, if any.
 922                  */
 923                 if (tp->t_force == 0 || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 924                         /*
 925                          * No need to check for TH_FIN here because
 926                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 927                          */
 928                         if ((flags & TH_SYN) == 0)
 929                                 tp->snd_nxt -= len;
 930                 }
 931
 932 out:
 933                 if (error == ENOBUFS) {
 934                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 935                             !callout_active(tp->tt_persist))
 936                                 callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 937                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 938                         tcp_quench(tp->t_inpcb, 0);
 939                         return (0);
 940                 }
 941                 if (error == EMSGSIZE) {
 942                         /*
 943                          * ip_output() will have already fixed the route
 944                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
 945                          * initiate retransmission, so it is important to
 946                          * not do so here.
 947                          */
 948                         tcp_mtudisc(tp->t_inpcb, 0);
 949                         return 0;
 950                 }
 951                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN)
 952                     && TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
 953                         tp->t_softerror = error;
 954                         return (0);
 955                 }
 956                 return (error);
 957         }
 958         tcpstat.tcps_sndtotal++;
 959
 960         /*
 961          * Data sent (as far as we can tell).
 962          * If this advertises a larger window than any other segment,
 963          * then remember the size of the advertised window.
 964          * Any pending ACK has now been sent.
 965          */
 966         if (win > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt+win, tp->rcv_adv))
 967                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + win;
 968         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
 969         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
 970         if (tcp_delack_enabled)
 971                 callout_stop(tp->tt_delack);
 972 #if 0
 973         /*
 974          * This completely breaks TCP if newreno is turned on.  What happens
 975          * is that if delayed-acks are turned on on the receiver, this code
 976          * on the transmitter effectively destroys the TCP window, forcing
 977          * it to four packets (1.5Kx4 = 6K window).
 978          */
 979         if (sendalot && (!tcp_do_newreno || --maxburst))
 980                 goto again;
 981 #endif
 982         if (sendalot)
 983                 goto again;
 984         return (0);
 985 }
 986
 987 void
 988 tcp_setpersist(tp)
 989         register struct tcpcb *tp;
 990 {
 991         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
 992         int tt;
 993
 994         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
 995                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
 996         /*
 997          * Start/restart persistance timer.
 998          */
 999         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1000                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1001         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1002         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1003                 tp->t_rxtshift++;
1004 }