sys/netinet/tcp_output.c

   1 /*
   2  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
   3  * Copyright (c) 2004 The DragonFly Project.  All rights reserved.
   4  *
   5  * This code is derived from software contributed to The DragonFly Project
   6  * by Jeffrey M. Hsu.
   7  *
   8  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
   9  * modification, are permitted provided that the following conditions
  10  * are met:
  11  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  12  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  13  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  14  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  15  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  16  * 3. Neither the name of The DragonFly Project nor the names of its
  17  *    contributors may be used to endorse or promote products derived
  18  *    from this software without specific, prior written permission.
  19  *
  20  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND CONTRIBUTORS
  21  * ``AS IS'' AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT
  22  * LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS
  23  * FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE
  24  * COPYRIGHT HOLDERS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT,
  25  * INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING,
  26  * BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
  27  * LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION) HOWEVER CAUSED
  28  * AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT LIABILITY,
  29  * OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT
  30  * OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  31  * SUCH DAMAGE.
  32  */
  33
  34 /*
  35  * Copyright (c) 2004 Jeffrey M. Hsu.  All rights reserved.
  36  *
  37  * License terms: all terms for the DragonFly license above plus the following:
  38  *
  39  * 4. All advertising materials mentioning features or use of this software
  40  *    must display the following acknowledgement:
  41  *
  42  *      This product includes software developed by Jeffrey M. Hsu
  43  *      for the DragonFly Project.
  44  *
  45  *    This requirement may be waived with permission from Jeffrey Hsu.
  46  *    This requirement will sunset and may be removed on July 8 2005,
  47  *    after which the standard DragonFly license (as shown above) will
  48  *    apply.
  49  */
  50
  51 /*
  52  * Copyright (c) 1982, 1986, 1988, 1990, 1993, 1995
  53  *      The Regents of the University of California.  All rights reserved.
  54  *
  55  * Redistribution and use in source and binary forms, with or without
  56  * modification, are permitted provided that the following conditions
  57  * are met:
  58  * 1. Redistributions of source code must retain the above copyright
  59  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer.
  60  * 2. Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
  61  *    notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
  62  *    documentation and/or other materials provided with the distribution.
  63  * 3. All advertising materials mentioning features or use of this software
  64  *    must display the following acknowledgement:
  65  *      This product includes software developed by the University of
  66  *      California, Berkeley and its contributors.
  67  * 4. Neither the name of the University nor the names of its contributors
  68  *    may be used to endorse or promote products derived from this software
  69  *    without specific prior written permission.
  70  *
  71  * THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE REGENTS AND CONTRIBUTORS ``AS IS'' AND
  72  * ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES, INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE
  73  * IMPLIED WARRANTIES OF MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE
  74  * ARE DISCLAIMED.  IN NO EVENT SHALL THE REGENTS OR CONTRIBUTORS BE LIABLE
  75  * FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL, SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL
  76  * DAMAGES (INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS
  77  * OR SERVICES; LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
  78  * HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN CONTRACT, STRICT
  79  * LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY
  80  * OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE, EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF
  81  * SUCH DAMAGE.
  82  *
  83  *      @(#)tcp_output.c        8.4 (Berkeley) 5/24/95
  84  * $FreeBSD: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.39.2.20 2003/01/29 22:45:36 hsu Exp $
  85  * $DragonFly: src/sys/netinet/tcp_output.c,v 1.16 2004/07/17 20:31:31 hsu Exp $
  86  */
  87
  88 #include "opt_inet6.h"
  89 #include "opt_ipsec.h"
  90 #include "opt_tcpdebug.h"
  91
  92 #include <sys/param.h>
  93 #include <sys/systm.h>
  94 #include <sys/kernel.h>
  95 #include <sys/sysctl.h>
  96 #include <sys/mbuf.h>
  97 #include <sys/domain.h>
  98 #include <sys/protosw.h>
  99 #include <sys/socket.h>
 100 #include <sys/socketvar.h>
 101 #include <sys/in_cksum.h>
 102 #include <sys/thread.h>
 103 #include <sys/globaldata.h>
 104
 105 #include <net/route.h>
 106
 107 #include <netinet/in.h>
 108 #include <netinet/in_systm.h>
 109 #include <netinet/ip.h>
 110 #include <netinet/in_pcb.h>
 111 #include <netinet/ip_var.h>
 112 #include <netinet6/in6_pcb.h>
 113 #include <netinet/ip6.h>
 114 #include <netinet6/ip6_var.h>
 115 #include <netinet/tcp.h>
 116 #define TCPOUTFLAGS
 117 #include <netinet/tcp_fsm.h>
 118 #include <netinet/tcp_seq.h>
 119 #include <netinet/tcp_timer.h>
 120 #include <netinet/tcp_var.h>
 121 #include <netinet/tcpip.h>
 122 #ifdef TCPDEBUG
 123 #include <netinet/tcp_debug.h>
 124 #endif
 125
 126 #ifdef IPSEC
 127 #include <netinet6/ipsec.h>
 128 #endif /*IPSEC*/
 129
 130 #ifdef FAST_IPSEC
 131 #include <netipsec/ipsec.h>
 132 #define IPSEC
 133 #endif /*FAST_IPSEC*/
 134
 135 #ifdef notyet
 136 extern struct mbuf *m_copypack();
 137 #endif
 138
 139 int path_mtu_discovery = 1;
 140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 141         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 142
 143 int ss_fltsz = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 145         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
 146
 147 int ss_fltsz_local = 4;
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 149         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 150
 151 /*
 152  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 153  */
 154 int
 155 tcp_output(tp)
 156         struct tcpcb *tp;
 157 {
 158         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 159         struct socket *so = inp->inp_socket;
 160         long len, recvwin, sendwin;
 161         int off, flags, error;
 162         struct mbuf *m;
 163         struct ip *ip = NULL;
 164         struct ipovly *ipov = NULL;
 165         struct tcphdr *th;
 166         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 167         unsigned ipoptlen, optlen, hdrlen;
 168         int idle, sendalot;
 169         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 170 #ifdef INET6
 171         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 172 #else
 173         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 174 #endif
 175         struct rmxp_tao *taop;
 176
 177         /*
 178          * Determine length of data that should be transmitted,
 179          * and flags that will be used.
 180          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 181          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 182          */
 183         if ((tp->snd_max == tp->snd_una) &&
 184             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 185                 /*
 186                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 187                  * expected to clock out any data we send --
 188                  * slow start to get ack "clock" running again.
 189                  *
 190                  * Set the slow-start flight size depending on whether
 191                  * this is a local network or not.
 192                  */
 193                 if ((isipv6 && in6_localaddr(&inp->in6p_faddr)) ||
 194                     (!isipv6 && in_localaddr(inp->inp_faddr)))
 195                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz_local;
 196                 else
 197                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz;
 198         }
 199         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 200         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 201                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 202         else
 203                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 204
 205 again:
 206         sendalot = 0;
 207         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 208         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 209         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 210
 211         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 212         /*
 213          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 214          * state flags.
 215          */
 216         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 217                 flags |= TH_FIN;
 218         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 219                 flags |= TH_SYN;
 220
 221         /*
 222          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 223          * Otherwise, if window is small but nonzero
 224          * and timer expired, we will send what we can
 225          * and go to transmit state.
 226          */
 227         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 228                 if (sendwin == 0) {
 229                         /*
 230                          * If we still have some data to send, then
 231                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 232                          * happen below when it realizes that we
 233                          * aren't sending all the data.  However,
 234                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 235                          * then it won't clear the FIN bit below,
 236                          * and if we are in persist state, we wind
 237                          * up sending the packet without recording
 238                          * that we sent the FIN bit.
 239                          *
 240                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 241                          * because if we don't have any more data
 242                          * to send then the probe will be the FIN
 243                          * itself.
 244                          */
 245                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 246                                 flags &= ~TH_FIN;
 247                         sendwin = 1;
 248                 } else {
 249                         callout_stop(tp->tt_persist);
 250                         tp->t_rxtshift = 0;
 251                 }
 252         }
 253
 254         /*
 255          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 256          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 257          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 258          * its congestion window while receiving additional duplicate
 259          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 260          * to snd_max after the fast-retransmit.
 261          *
 262          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 263          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 264          * wind up 0.
 265          */
 266         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 267
 268         /*
 269          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 270          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 271          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 272          */
 273         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 274                 flags &= ~TH_SYN;
 275                 off--, len++;
 276                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 277                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 278                      taop->tao_ccsent == 0))
 279                         return 0;
 280         }
 281
 282         /*
 283          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 284          * in cases when no CC option will be sent.
 285          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 286          * with not fully conformant TCP implementations.
 287          */
 288         if ((flags & TH_SYN) &&
 289             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 290              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 291                 len = 0;
 292                 flags &= ~TH_FIN;
 293         }
 294
 295         if (len < 0) {
 296                 /*
 297                  * If FIN has been sent but not acked,
 298                  * but we haven't been called to retransmit,
 299                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 300                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 301                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 302                  * to (closed) window, and set the persist timer
 303                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 304                  * close completely, just wait for an ACK.
 305                  */
 306                 len = 0;
 307                 if (sendwin == 0) {
 308                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 309                         tp->t_rxtshift = 0;
 310                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 311                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 312                                 tcp_setpersist(tp);
 313                 }
 314         }
 315
 316         /*
 317          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 318          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 319          * no longer contains the last data byte.
 320          */
 321         if (len > tp->t_maxseg) {
 322                 len = tp->t_maxseg;
 323                 sendalot = 1;
 324         }
 325         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 326                 flags &= ~TH_FIN;
 327
 328         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 329
 330         /*
 331          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 332          * conditions when len is non-zero:
 333          *
 334          *      - We have a full segment
 335          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 336          *        either idle or running NODELAY
 337          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 338          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 339          *        data (receiver may be limited the window size)
 340          *      - we need to retransmit
 341          */
 342         if (len) {
 343                 if (len == tp->t_maxseg)
 344                         goto send;
 345                 /*
 346                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 347                  * end may occur synchronously with the output and cause
 348                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 349                  *
 350                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 351                  */
 352                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 353                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 354                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 355                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 356                         goto send;
 357                 }
 358                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 359                         goto send;
 360                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 361                         goto send;
 362                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 363                         goto send;
 364         }
 365
 366         /*
 367          * Compare available window to amount of window
 368          * known to peer (as advertised window less
 369          * next expected input).  If the difference is at least two
 370          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 371          * window, then want to send a window update to peer.
 372          */
 373         if (recvwin > 0) {
 374                 /*
 375                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 376                  * taking into account that we are limited by
 377                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 378                  */
 379                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 380                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 381
 382                 if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 383                         goto send;
 384                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 385                         goto send;
 386         }
 387
 388         /*
 389          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 390          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 391          */
 392         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 393                 goto send;
 394         if ((flags & TH_RST) ||
 395             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 396                 goto send;
 397         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 398                 goto send;
 399         /*
 400          * If our state indicates that FIN should be sent
 401          * and we have not yet done so, then we need to send.
 402          */
 403         if (flags & TH_FIN &&
 404             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 405                 goto send;
 406
 407         /*
 408          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 409          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 410          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 411          *      idle                    not doing retransmits or persists
 412          *      persisting              to move a small or zero window
 413          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 414          *
 415          * callout_active(tp->tt_persist)
 416          *      is true when we are in persist state.
 417          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 418          *      is set when we are called to send a persist packet.
 419          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 420          *      is set when we are retransmitting
 421          * The output side is idle when both timers are zero.
 422          *
 423          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 424          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 425          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 426          * if window is nonzero, transmit what we can,
 427          * otherwise force out a byte.
 428          */
 429         if (so->so_snd.sb_cc && !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 430             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 431                 tp->t_rxtshift = 0;
 432                 tcp_setpersist(tp);
 433         }
 434
 435         /*
 436          * No reason to send a segment, just return.
 437          */
 438         return (0);
 439
 440 send:
 441         /*
 442          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 443          * unless TCP set not to do any options.
 444          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 445          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 446          * link header, i.e.
 447          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 448          */
 449         optlen = 0;
 450         if (isipv6)
 451                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 452         else
 453                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 454         if (flags & TH_SYN) {
 455                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 456                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 457                         u_short mss;
 458
 459                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 460                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 461                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 462                         (void)memcpy(opt + 2, &mss, sizeof(mss));
 463                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 464
 465                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 466                             (!(flags & TH_ACK) ||
 467                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 468                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 469                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 470                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 471                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 472                                         tp->request_r_scale);
 473                                 optlen += 4;
 474                         }
 475                 }
 476         }
 477
 478         /*
 479          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 480          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 481          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 482          */
 483         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP|TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 484             !(flags & TH_RST) &&
 485             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 486                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 487
 488                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 489                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 490                 *lp++ = htonl(ticks);
 491                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 492                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 493         }
 494
 495         /*
 496          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 497          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 498          */
 499         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC|TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 500              !(flags & TH_RST)) {
 501                 switch (flags & (TH_SYN|TH_ACK)) {
 502                 /*
 503                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 504                  * from our peer.
 505                  */
 506                 case TH_ACK:
 507                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 508                                 break;
 509                         /*FALLTHROUGH*/
 510
 511                 /*
 512                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 513                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 514                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 515                  * do this if our peer understands T/TCP.
 516                  */
 517                 case 0:
 518                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 519                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 520                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 521                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 522                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 523
 524                         optlen += 4;
 525                         break;
 526
 527                 /*
 528                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 529                  * CC or CC.new.
 530                  */
 531                 case TH_SYN:
 532                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 533                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 534                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 535                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 536                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 537                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 538                         optlen += 4;
 539                         break;
 540
 541                 /*
 542                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 543                  * CC from our peer.
 544                  */
 545                 case (TH_SYN|TH_ACK):
 546                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 547                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 548                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 549                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 550                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 551                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 552                                         htonl(tp->cc_send);
 553                                 optlen += 4;
 554                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 555                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 556                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 557                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 558                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] =
 559                                         htonl(tp->cc_recv);
 560                                 optlen += 4;
 561                         }
 562                         break;
 563                 }
 564         }
 565
 566         hdrlen += optlen;
 567
 568         if (isipv6)
 569                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 570         else {
 571                 if (inp->inp_options) {
 572                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 573                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 574                 } else {
 575                         ipoptlen = 0;
 576                 }
 577         }
 578 #ifdef IPSEC
 579         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 580 #endif
 581
 582         /*
 583          * Adjust data length if insertion of options will
 584          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 585          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 586          * the segment.
 587          */
 588         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 589                 /*
 590                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 591                  */
 592                 flags &= ~TH_FIN;
 593                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 594                 sendalot = 1;
 595         }
 596
 597 #ifdef INET6
 598         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 599 #else
 600         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 601 #endif
 602
 603         /*
 604          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 605          * be transmitted, and initialize the header from
 606          * the template for sends on this connection.
 607          */
 608         if (len) {
 609                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 610                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 611                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 612                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 613                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 614                 } else {
 615                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 616                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 617                 }
 618 #ifdef notyet
 619                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off,
 620                     (int)len, max_linkhdr + hdrlen)) == 0) {
 621                         error = ENOBUFS;
 622                         goto out;
 623                 }
 624                 /*
 625                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 626                  */
 627                 m->m_len += hdrlen;
 628                 m->m_data -= hdrlen;
 629 #else
 630                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 631                 if (m == NULL) {
 632                         error = ENOBUFS;
 633                         goto out;
 634                 }
 635 #ifdef INET6
 636                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 637                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 638                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 639                                 m_freem(m);
 640                                 error = ENOBUFS;
 641                                 goto out;
 642                         }
 643                 }
 644 #endif
 645                 m->m_data += max_linkhdr;
 646                 m->m_len = hdrlen;
 647                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 648                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 649                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 650                         m->m_len += len;
 651                 } else {
 652                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 653                         if (m->m_next == 0) {
 654                                 (void) m_free(m);
 655                                 error = ENOBUFS;
 656                                 goto out;
 657                         }
 658                 }
 659 #endif
 660                 /*
 661                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 662                  * (This will keep happy those implementations which only
 663                  * give data to the user when a buffer fills or
 664                  * a PUSH comes in.)
 665                  */
 666                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 667                         flags |= TH_PUSH;
 668         } else {
 669                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 670                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 671                 else if (flags & (TH_SYN|TH_FIN|TH_RST))
 672                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 673                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 674                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 675                 else
 676                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 677
 678                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 679                 if (m == NULL) {
 680                         error = ENOBUFS;
 681                         goto out;
 682                 }
 683                 if (isipv6 &&
 684                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 685                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 686                 else
 687                         m->m_data += max_linkhdr;
 688                 m->m_len = hdrlen;
 689         }
 690         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 691         if (isipv6) {
 692                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 693                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 694                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 695         } else {
 696                 ip = mtod(m, struct ip *);
 697                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 698                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 699                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 700                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 701         }
 702
 703         /*
 704          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 705          * window for use in delaying messages about window sizes.
 706          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 707          */
 708         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 709             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 710                 tp->snd_nxt--;
 711         /*
 712          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 713          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 714          * packets, we do not want the sequence number of the
 715          * retransmitted packet, we want the sequence number
 716          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 717          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 718          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 719          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 720          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 721          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 722          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 723          */
 724         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 725                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 726         else
 727                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 728         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 729         if (optlen) {
 730                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 731                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 732         }
 733         th->th_flags = flags;
 734         /*
 735          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 736          * but avoid silly window syndrome.
 737          */
 738         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 739             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 740                 recvwin = 0;
 741         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 742                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 743         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 744                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 745         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 746
 747         /*
 748          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 749          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 750          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 751          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 752          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 753          * the connection.
 754          */
 755         if (recvwin == 0)
 756                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 757         else
 758                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 759
 760         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 761                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 762                 th->th_flags |= TH_URG;
 763         } else {
 764                 /*
 765                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 766                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 767                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 768                  * number wraparound.
 769                  */
 770                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 771         }
 772
 773         /*
 774          * Put TCP length in extended header, and then
 775          * checksum extended header and data.
 776          */
 777         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 778         if (isipv6) {
 779                 /*
 780                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 781                  * in ip6_output.
 782                  */
 783                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 784                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 785         } else {
 786                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 787                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 788                 if (len + optlen)
 789                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 790                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 791
 792                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 793                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 794                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 795         }
 796
 797         /*
 798          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 799          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 800          */
 801         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 802                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 803
 804                 /*
 805                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 806                  */
 807                 if (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) {
 808                         if (flags & TH_SYN)
 809                                 tp->snd_nxt++;
 810                         if (flags & TH_FIN) {
 811                                 tp->snd_nxt++;
 812                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 813                         }
 814                 }
 815                 tp->snd_nxt += len;
 816                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 817                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 818                         /*
 819                          * Time this transmission if not a retransmission and
 820                          * not currently timing anything.
 821                          */
 822                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 823                                 tp->t_rtttime = ticks;
 824                                 tp->t_rtseq = startseq;
 825                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 826                         }
 827                 }
 828
 829                 /*
 830                  * Set retransmit timer if not currently set,
 831                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 832                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 833                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 834                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 835                  * of retransmit time.
 836                  */
 837                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 838                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 839                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 840                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 841                                 tp->t_rxtshift = 0;
 842                         }
 843                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 844                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 845                 }
 846         } else {
 847                 /*
 848                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 849                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 850                  */
 851                 int xlen = len;
 852                 if (flags & TH_SYN)
 853                         ++xlen;
 854                 if (flags & TH_FIN) {
 855                         ++xlen;
 856                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 857                 }
 858                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 859                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 860         }
 861
 862 #ifdef TCPDEBUG
 863         /*
 864          * Trace.
 865          */
 866         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 867                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 868 #endif
 869
 870         /*
 871          * Fill in IP length and desired time to live and
 872          * send to IP level.  There should be a better way
 873          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 874          * the template, but need a way to checksum without them.
 875          */
 876         /*
 877          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 878          * because in6_cksum() need it.
 879          */
 880         if (isipv6) {
 881                 /*
 882                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 883                  * user might want to change the value via setsockopt.
 884                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 885                  * Neighbor Discovery.
 886                  */
 887                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 888                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 889                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 890
 891                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 892                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 893                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL, inp);
 894         } else {
 895                 struct rtentry *rt;
 896                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 897 #ifdef INET6
 898                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 899                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 900                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 901                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 902                 else
 903 #endif
 904                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 905
 906                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 907                 /*
 908                  * See if we should do MTU discovery.
 909                  * We do it only if the following are true:
 910                  *      1) we have a valid route to the destination
 911                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 912                  *         then discovery has been disabled)
 913                  */
 914                 if (path_mtu_discovery &&
 915                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 916                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 917                         ip->ip_off |= IP_DF;
 918
 919                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 920                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 921         }
 922         if (error) {
 923
 924                 /*
 925                  * We know that the packet was lost, so back out the
 926                  * sequence number advance, if any.
 927                  */
 928                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 929                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 930                         /*
 931                          * No need to check for TH_FIN here because
 932                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 933                          */
 934                         if (!(flags & TH_SYN))
 935                                 tp->snd_nxt -= len;
 936                 }
 937
 938 out:
 939                 if (error == ENOBUFS) {
 940                         /*
 941                          * If we can't send, make sure there is something
 942                          * to get us going again later.  Persist state
 943                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 944                          */
 945                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 946                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 947                                 tp->t_rxtshift = 0;
 948                                 tcp_setpersist(tp);
 949                         }
 950                         tcp_quench(inp, 0);
 951                         return (0);
 952                 }
 953                 if (error == EMSGSIZE) {
 954                         /*
 955                          * ip_output() will have already fixed the route
 956                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
 957                          * initiate retransmission, so it is important to
 958                          * not do so here.
 959                          */
 960                         tcp_mtudisc(inp, 0);
 961                         return 0;
 962                 }
 963                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
 964                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
 965                         tp->t_softerror = error;
 966                         return (0);
 967                 }
 968                 return (error);
 969         }
 970         tcpstat.tcps_sndtotal++;
 971
 972         /*
 973          * Data sent (as far as we can tell).
 974          * If this advertises a larger window than any other segment,
 975          * then remember the size of the advertised window.
 976          * Any pending ACK has now been sent.
 977          */
 978         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
 979                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
 980         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
 981         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
 982         if (tcp_delack_enabled)
 983                 callout_stop(tp->tt_delack);
 984         if (sendalot)
 985                 goto again;
 986         return (0);
 987 }
 988
 989 void
 990 tcp_setpersist(tp)
 991         struct tcpcb *tp;
 992 {
 993         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
 994         int tt;
 995
 996         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
 997                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
 998         /*
 999          * Start/restart persistance timer.
1000          */
1001         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1002                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1003         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1004         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1005                 tp->t_rxtshift++;
1006 }