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 1.28 2005/05/10 15:48:10 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 <netproto/ipsec/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 = 0;
 140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 141         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 142
 143 static int avoid_pure_win_update = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
 145         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
 146
 147 /*
 148  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 149  */
 150 int
 151 tcp_output(tp)
 152         struct tcpcb *tp;
 153 {
 154         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 155         struct socket *so = inp->inp_socket;
 156         long len, recvwin, sendwin;
 157         int nsacked = 0;
 158         int off, flags, error;
 159         struct mbuf *m;
 160         struct ip *ip = NULL;
 161         struct ipovly *ipov = NULL;
 162         struct tcphdr *th;
 163         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 164         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
 165         int idle;
 166         boolean_t sendalot;
 167         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 168 #ifdef INET6
 169         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 170 #else
 171         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 172 #endif
 173         struct rmxp_tao *taop;
 174
 175         /*
 176          * Determine length of data that should be transmitted,
 177          * and flags that will be used.
 178          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 179          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 180          */
 181
 182         /*
 183          * If we have been idle for a while, the send congestion window
 184          * could be no longer representative of the current state of the link.
 185          * So unless we are expecting more acks to come in, slow-start from
 186          * scratch to re-determine the send congestion window.
 187          */
 188         if (tp->snd_max == tp->snd_una &&
 189             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 190                 if (tcp_do_rfc3390) {
 191                         int initial_cwnd =
 192                             min(4 * tp->t_maxseg, max(2 * tp->t_maxseg, 4380));
 193
 194                         tp->snd_cwnd = min(tp->snd_cwnd, initial_cwnd);
 195                 } else {
 196                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg;
 197                 }
 198                 tp->snd_wacked = 0;
 199         }
 200
 201         /*
 202          * Calculate whether the transmit stream was previously idle
 203          * and adjust TF_LASTIDLE for the next time.
 204          */
 205         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 206         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 207                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 208         else
 209                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 210
 211         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 212             !IN_FASTRECOVERY(tp))
 213                 nsacked = tcp_sack_bytes_below(&tp->scb, tp->snd_nxt);
 214
 215 again:
 216         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
 217         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 218             !IN_FASTRECOVERY(tp)) {
 219                 tcp_seq old_snd_nxt = tp->snd_nxt;
 220
 221                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
 222                 nsacked += tp->snd_nxt - old_snd_nxt;
 223         }
 224
 225         sendalot = FALSE;
 226         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 227         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd + nsacked);
 228         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 229
 230         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 231         /*
 232          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 233          * state flags.
 234          */
 235         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 236                 flags |= TH_FIN;
 237         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 238                 flags |= TH_SYN;
 239
 240         /*
 241          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 242          * Otherwise, if window is small but nonzero
 243          * and timer expired, we will send what we can
 244          * and go to transmit state.
 245          */
 246         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 247                 if (sendwin == 0) {
 248                         /*
 249                          * If we still have some data to send, then
 250                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 251                          * happen below when it realizes that we
 252                          * aren't sending all the data.  However,
 253                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 254                          * then it won't clear the FIN bit below,
 255                          * and if we are in persist state, we wind
 256                          * up sending the packet without recording
 257                          * that we sent the FIN bit.
 258                          *
 259                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 260                          * because if we don't have any more data
 261                          * to send then the probe will be the FIN
 262                          * itself.
 263                          */
 264                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 265                                 flags &= ~TH_FIN;
 266                         sendwin = 1;
 267                 } else {
 268                         callout_stop(tp->tt_persist);
 269                         tp->t_rxtshift = 0;
 270                 }
 271         }
 272
 273         /*
 274          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 275          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 276          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 277          * its congestion window while receiving additional duplicate
 278          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 279          * to snd_max after the fast-retransmit.
 280          *
 281          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 282          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 283          * wind up 0.
 284          */
 285         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 286
 287         /*
 288          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 289          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 290          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 291          */
 292         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 293                 flags &= ~TH_SYN;
 294                 off--, len++;
 295                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 296                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 297                      taop->tao_ccsent == 0))
 298                         return 0;
 299         }
 300
 301         /*
 302          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 303          * in cases when no CC option will be sent.
 304          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 305          * with not fully conformant TCP implementations.
 306          */
 307         if ((flags & TH_SYN) &&
 308             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 309              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 310                 len = 0;
 311                 flags &= ~TH_FIN;
 312         }
 313
 314         if (len < 0) {
 315                 /*
 316                  * If FIN has been sent but not acked,
 317                  * but we haven't been called to retransmit,
 318                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 319                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 320                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 321                  * to (closed) window, and set the persist timer
 322                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 323                  * close completely, just wait for an ACK.
 324                  */
 325                 len = 0;
 326                 if (sendwin == 0) {
 327                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 328                         tp->t_rxtshift = 0;
 329                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 330                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 331                                 tcp_setpersist(tp);
 332                 }
 333         }
 334
 335         /*
 336          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 337          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 338          * no longer contains the last data byte.
 339          */
 340         if (len > tp->t_maxseg) {
 341                 len = tp->t_maxseg;
 342                 sendalot = TRUE;
 343         }
 344         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 345                 flags &= ~TH_FIN;
 346
 347         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 348
 349         /*
 350          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 351          * conditions when len is non-zero:
 352          *
 353          *      - We have a full segment
 354          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 355          *        either idle or running NODELAY
 356          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 357          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 358          *        data (receiver may be limiting the window size)
 359          *      - we need to retransmit
 360          */
 361         if (len) {
 362                 if (len == tp->t_maxseg)
 363                         goto send;
 364                 /*
 365                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 366                  * end may occur synchronously with the output and cause
 367                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 368                  *
 369                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 370                  */
 371                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 372                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 373                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 374                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 375                         goto send;
 376                 }
 377                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 378                         goto send;
 379                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 380                         goto send;
 381                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 382                         goto send;
 383         }
 384
 385         /*
 386          * Compare available window to amount of window
 387          * known to peer (as advertised window less
 388          * next expected input).  If the difference is at least two
 389          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 390          * window, then want to send a window update to peer.
 391          */
 392         if (recvwin > 0) {
 393                 /*
 394                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 395                  * taking into account that we are limited by
 396                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 397                  */
 398                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 399                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 400
 401                 /*
 402                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 403                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 404                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 405                  * ONLY updates the tcp window.
 406                  *
 407                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 408                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 409                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 410                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 411                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 412                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 413                  *
 414                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 415                  */
 416                 if (avoid_pure_win_update == 0) {
 417                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 418                                 goto send;
 419                 }
 420                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 421                         goto send;
 422         }
 423
 424         /*
 425          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 426          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 427          */
 428         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 429                 goto send;
 430         if ((flags & TH_RST) ||
 431             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 432                 goto send;
 433         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 434                 goto send;
 435         /*
 436          * If our state indicates that FIN should be sent
 437          * and we have not yet done so, then we need to send.
 438          */
 439         if (flags & TH_FIN &&
 440             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 441                 goto send;
 442
 443         /*
 444          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 445          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 446          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 447          *      idle                    not doing retransmits or persists
 448          *      persisting              to move a small or zero window
 449          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 450          *
 451          * callout_active(tp->tt_persist)
 452          *      is true when we are in persist state.
 453          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 454          *      is set when we are called to send a persist packet.
 455          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 456          *      is set when we are retransmitting
 457          * The output side is idle when both timers are zero.
 458          *
 459          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 460          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 461          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 462          * if window is nonzero, transmit what we can,
 463          * otherwise force out a byte.
 464          */
 465         if (so->so_snd.sb_cc > 0 &&
 466             !callout_active(tp->tt_rexmt) && !callout_active(tp->tt_persist)) {
 467                 tp->t_rxtshift = 0;
 468                 tcp_setpersist(tp);
 469         }
 470
 471         /*
 472          * No reason to send a segment, just return.
 473          */
 474         return (0);
 475
 476 send:
 477         /*
 478          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 479          * unless TCP set not to do any options.
 480          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 481          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 482          * link header, i.e.
 483          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 484          */
 485         optlen = 0;
 486         if (isipv6)
 487                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 488         else
 489                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 490         if (flags & TH_SYN) {
 491                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 492                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 493                         u_short mss;
 494
 495                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 496                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 497                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 498                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
 499                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 500
 501                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 502                             (!(flags & TH_ACK) ||
 503                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 504                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 505                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 506                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 507                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 508                                         tp->request_r_scale);
 509                                 optlen += 4;
 510                         }
 511
 512                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
 513                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
 514                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
 515
 516                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
 517                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
 518                         }
 519                 }
 520         }
 521
 522         /*
 523          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 524          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 525          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 526          */
 527         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 528             !(flags & TH_RST) &&
 529             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 530                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 531
 532                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 533                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 534                 *lp++ = htonl(ticks);
 535                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 536                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 537         }
 538
 539         /*
 540          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 541          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 542          */
 543         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 544              !(flags & TH_RST)) {
 545                 switch (flags & (TH_SYN | TH_ACK)) {
 546                 /*
 547                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 548                  * from our peer.
 549                  */
 550                 case TH_ACK:
 551                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 552                                 break;
 553                         /*FALLTHROUGH*/
 554
 555                 /*
 556                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 557                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 558                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 559                  * do this if our peer understands T/TCP.
 560                  */
 561                 case 0:
 562                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 563                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 564                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 565                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 566                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 567                         optlen += 4;
 568                         break;
 569
 570                 /*
 571                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 572                  * CC or CC.new.
 573                  */
 574                 case TH_SYN:
 575                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 576                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 577                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 578                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 579                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 580                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 581                         optlen += 4;
 582                         break;
 583
 584                 /*
 585                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 586                  * CC from our peer.
 587                  */
 588                 case (TH_SYN | TH_ACK):
 589                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 590                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 591                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 592                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 593                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 594                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 595                                 optlen += 4;
 596                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 597                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 598                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 599                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 600                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_recv);
 601                                 optlen += 4;
 602                         }
 603                         break;
 604                 }
 605         }
 606
 607         /*
 608          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
 609          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
 610          */
 611         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
 612                 TF_SACK_PERMITTED &&
 613             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
 614              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
 615                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
 616
 617         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
 618         hdrlen += optlen;
 619
 620         if (isipv6) {
 621                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 622         } else {
 623                 if (inp->inp_options) {
 624                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 625                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 626                 } else {
 627                         ipoptlen = 0;
 628                 }
 629         }
 630 #ifdef IPSEC
 631         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 632 #endif
 633
 634         /*
 635          * Adjust data length if insertion of options will
 636          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 637          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 638          * the segment.
 639          */
 640         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 641                 /*
 642                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 643                  */
 644                 flags &= ~TH_FIN;
 645                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 646                 sendalot = TRUE;
 647         }
 648
 649 #ifdef INET6
 650         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 651 #else
 652         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 653 #endif
 654
 655         /*
 656          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 657          * be transmitted, and initialize the header from
 658          * the template for sends on this connection.
 659          */
 660         if (len) {
 661                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 662                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 663                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 664                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
 665                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
 666                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 667                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 668                 } else {
 669                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 670                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 671                 }
 672 #ifdef notyet
 673                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off, (int)len,
 674                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
 675                         error = ENOBUFS;
 676                         goto out;
 677                 }
 678                 /*
 679                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 680                  */
 681                 m->m_len += hdrlen;
 682                 m->m_data -= hdrlen;
 683 #else
 684                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 685                 if (m == NULL) {
 686                         error = ENOBUFS;
 687                         goto out;
 688                 }
 689 #ifdef INET6
 690                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 691                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 692                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 693                                 m_freem(m);
 694                                 error = ENOBUFS;
 695                                 goto out;
 696                         }
 697                 }
 698 #endif
 699                 m->m_data += max_linkhdr;
 700                 m->m_len = hdrlen;
 701                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 702                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 703                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 704                         m->m_len += len;
 705                 } else {
 706                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 707                         if (m->m_next == NULL) {
 708                                 m_free(m);
 709                                 error = ENOBUFS;
 710                                 goto out;
 711                         }
 712                 }
 713 #endif
 714                 /*
 715                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 716                  * (This will keep happy those implementations which only
 717                  * give data to the user when a buffer fills or
 718                  * a PUSH comes in.)
 719                  */
 720                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 721                         flags |= TH_PUSH;
 722         } else {
 723                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 724                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 725                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
 726                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 727                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 728                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 729                 else
 730                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 731
 732                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 733                 if (m == NULL) {
 734                         error = ENOBUFS;
 735                         goto out;
 736                 }
 737                 if (isipv6 &&
 738                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 739                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 740                 else
 741                         m->m_data += max_linkhdr;
 742                 m->m_len = hdrlen;
 743         }
 744         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 745         if (isipv6) {
 746                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 747                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 748                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 749         } else {
 750                 ip = mtod(m, struct ip *);
 751                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 752                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 753                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 754                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 755         }
 756
 757         /*
 758          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 759          * window for use in delaying messages about window sizes.
 760          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 761          */
 762         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 763             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 764                 tp->snd_nxt--;
 765         /*
 766          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 767          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 768          * packets, we do not want the sequence number of the
 769          * retransmitted packet, we want the sequence number
 770          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 771          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 772          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 773          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 774          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 775          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 776          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 777          */
 778         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 779                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 780         else
 781                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 782         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 783         if (optlen) {
 784                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 785                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 786         }
 787         th->th_flags = flags;
 788         /*
 789          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 790          * but avoid silly window syndrome.
 791          */
 792         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 793             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 794                 recvwin = 0;
 795         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 796                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 797         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 798                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 799         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 800
 801         /*
 802          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 803          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 804          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 805          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 806          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 807          * the connection.
 808          */
 809         if (recvwin == 0)
 810                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 811         else
 812                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 813
 814         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 815                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 816                 th->th_flags |= TH_URG;
 817         } else {
 818                 /*
 819                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 820                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 821                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 822                  * number wraparound.
 823                  */
 824                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 825         }
 826
 827         /*
 828          * Put TCP length in extended header, and then
 829          * checksum extended header and data.
 830          */
 831         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 832         if (isipv6) {
 833                 /*
 834                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 835                  * in ip6_output().
 836                  */
 837                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 838                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 839         } else {
 840                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 841                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 842                 if (len + optlen)
 843                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 844                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 845
 846                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 847                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 848                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 849         }
 850
 851         /*
 852          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 853          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 854          */
 855         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 856                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 857
 858                 /*
 859                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 860                  */
 861                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
 862                         if (flags & TH_SYN)
 863                                 tp->snd_nxt++;
 864                         if (flags & TH_FIN) {
 865                                 tp->snd_nxt++;
 866                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 867                         }
 868                 }
 869                 tp->snd_nxt += len;
 870                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 871                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 872                         /*
 873                          * Time this transmission if not a retransmission and
 874                          * not currently timing anything.
 875                          */
 876                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 877                                 tp->t_rtttime = ticks;
 878                                 tp->t_rtseq = startseq;
 879                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 880                         }
 881                 }
 882
 883                 /*
 884                  * Set retransmit timer if not currently set,
 885                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 886                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 887                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 888                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 889                  * of retransmit time.
 890                  */
 891                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 892                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 893                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 894                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 895                                 tp->t_rxtshift = 0;
 896                         }
 897                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 898                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 899                 }
 900         } else {
 901                 /*
 902                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 903                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 904                  */
 905                 int xlen = len;
 906                 if (flags & TH_SYN)
 907                         ++xlen;
 908                 if (flags & TH_FIN) {
 909                         ++xlen;
 910                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 911                 }
 912                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 913                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 914         }
 915
 916 #ifdef TCPDEBUG
 917         /*
 918          * Trace.
 919          */
 920         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 921                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 922 #endif
 923
 924         /*
 925          * Fill in IP length and desired time to live and
 926          * send to IP level.  There should be a better way
 927          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 928          * the template, but need a way to checksum without them.
 929          */
 930         /*
 931          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 932          * because in6_cksum() need it.
 933          */
 934         if (isipv6) {
 935                 /*
 936                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 937                  * user might want to change the value via setsockopt.
 938                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 939                  * Neighbor Discovery.
 940                  */
 941                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 942                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 943                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 944
 945                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 946                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 947                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
 948                                    inp);
 949         } else {
 950                 struct rtentry *rt;
 951                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 952 #ifdef INET6
 953                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 954                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 955                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 956                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 957                 else
 958 #endif
 959                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 960
 961                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 962                 /*
 963                  * See if we should do MTU discovery.
 964                  * We do it only if the following are true:
 965                  *      1) we have a valid route to the destination
 966                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 967                  *         then discovery has been disabled)
 968                  */
 969                 if (path_mtu_discovery &&
 970                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 971                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 972                         ip->ip_off |= IP_DF;
 973
 974                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 975                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 976         }
 977         if (error) {
 978
 979                 /*
 980                  * We know that the packet was lost, so back out the
 981                  * sequence number advance, if any.
 982                  */
 983                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 984                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 985                         /*
 986                          * No need to check for TH_FIN here because
 987                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 988                          */
 989                         if (!(flags & TH_SYN))
 990                                 tp->snd_nxt -= len;
 991                 }
 992
 993 out:
 994                 if (error == ENOBUFS) {
 995                         /*
 996                          * If we can't send, make sure there is something
 997                          * to get us going again later.  Persist state
 998                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 999                          */
1000                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
1001                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
1002                                 tp->t_rxtshift = 0;
1003                                 tcp_setpersist(tp);
1004                         }
1005                         tcp_quench(inp, 0);
1006                         return (0);
1007                 }
1008                 if (error == EMSGSIZE) {
1009                         /*
1010                          * ip_output() will have already fixed the route
1011                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1012                          * initiate retransmission, so it is important to
1013                          * not do so here.
1014                          */
1015                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1016                         return 0;
1017                 }
1018                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1019                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1020                         tp->t_softerror = error;
1021                         return (0);
1022                 }
1023                 return (error);
1024         }
1025         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1026
1027         /*
1028          * Data sent (as far as we can tell).
1029          * If this advertises a larger window than any other segment,
1030          * then remember the size of the advertised window.
1031          * Any pending ACK has now been sent.
1032          */
1033         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
1034                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1035         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1036         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1037         if (tcp_delack_enabled)
1038                 callout_stop(tp->tt_delack);
1039         if (sendalot)
1040                 goto again;
1041         return (0);
1042 }
1043
1044 void
1045 tcp_setpersist(tp)
1046         struct tcpcb *tp;
1047 {
1048         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1049         int tt;
1050
1051         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1052                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1053         /*
1054          * Start/restart persistance timer.
1055          */
1056         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1057                       TCPTV_PERSMAX);
1058         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1059         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1060                 tp->t_rxtshift++;
1061 }