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 1.22 2004/12/28 08:09:59 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 = 1;
 140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 141         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 142
 143 int ss_fltsz = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 145         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
 146
 147 int ss_fltsz_local = 4;
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 149         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 150
 151 static int avoid_pure_win_update = 1;
 152 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, avoid_pure_win_update, CTLFLAG_RW,
 153         &avoid_pure_win_update, 1, "Avoid pure window updates when possible");
 154
 155 /*
 156  * Tcp output routine: figure out what should be sent and send it.
 157  */
 158 int
 159 tcp_output(tp)
 160         struct tcpcb *tp;
 161 {
 162         struct inpcb * const inp = tp->t_inpcb;
 163         struct socket *so = inp->inp_socket;
 164         long len, recvwin, sendwin;
 165         int off, flags, error;
 166         struct mbuf *m;
 167         struct ip *ip = NULL;
 168         struct ipovly *ipov = NULL;
 169         struct tcphdr *th;
 170         u_char opt[TCP_MAXOLEN];
 171         unsigned int ipoptlen, optlen, hdrlen;
 172         int idle;
 173         boolean_t sendalot;
 174         struct ip6_hdr *ip6 = NULL;
 175 #ifdef INET6
 176         const boolean_t isipv6 = (inp->inp_vflag & INP_IPV6) != 0;
 177 #else
 178         const boolean_t isipv6 = FALSE;
 179 #endif
 180         struct rmxp_tao *taop;
 181
 182         /*
 183          * Determine length of data that should be transmitted,
 184          * and flags that will be used.
 185          * If there is some data or critical controls (SYN, RST)
 186          * to send, then transmit; otherwise, investigate further.
 187          */
 188         if ((tp->snd_max == tp->snd_una) &&
 189             (ticks - tp->t_rcvtime) >= tp->t_rxtcur) {
 190                 /*
 191                  * We have been idle for "a while" and no acks are
 192                  * expected to clock out any data we send --
 193                  * slow start to get ack "clock" running again.
 194                  *
 195                  * Set the slow-start flight size depending on whether
 196                  * this is a local network or not.
 197                  */
 198                 if ((isipv6 && in6_localaddr(&inp->in6p_faddr)) ||
 199                     (!isipv6 && in_localaddr(inp->inp_faddr)))
 200                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz_local;
 201                 else
 202                         tp->snd_cwnd = tp->t_maxseg * ss_fltsz;
 203         }
 204         idle = (tp->t_flags & TF_LASTIDLE) || (tp->snd_max == tp->snd_una);
 205         if (idle && (tp->t_flags & TF_MORETOCOME))
 206                 tp->t_flags |= TF_LASTIDLE;
 207         else
 208                 tp->t_flags &= ~TF_LASTIDLE;
 209
 210 again:
 211         /* Make use of SACK information when slow-starting after a RTO. */
 212         if (TCP_DO_SACK(tp) && tp->snd_nxt != tp->snd_max &&
 213             !IN_FASTRECOVERY(tp))
 214                 tcp_sack_skip_sacked(&tp->scb, &tp->snd_nxt);
 215
 216         sendalot = FALSE;
 217         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 218         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 219         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 220
 221         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 222         /*
 223          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 224          * state flags.
 225          */
 226         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 227                 flags |= TH_FIN;
 228         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 229                 flags |= TH_SYN;
 230
 231         /*
 232          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 233          * Otherwise, if window is small but nonzero
 234          * and timer expired, we will send what we can
 235          * and go to transmit state.
 236          */
 237         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 238                 if (sendwin == 0) {
 239                         /*
 240                          * If we still have some data to send, then
 241                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 242                          * happen below when it realizes that we
 243                          * aren't sending all the data.  However,
 244                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 245                          * then it won't clear the FIN bit below,
 246                          * and if we are in persist state, we wind
 247                          * up sending the packet without recording
 248                          * that we sent the FIN bit.
 249                          *
 250                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 251                          * because if we don't have any more data
 252                          * to send then the probe will be the FIN
 253                          * itself.
 254                          */
 255                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 256                                 flags &= ~TH_FIN;
 257                         sendwin = 1;
 258                 } else {
 259                         callout_stop(tp->tt_persist);
 260                         tp->t_rxtshift = 0;
 261                 }
 262         }
 263
 264         /*
 265          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 266          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 267          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 268          * its congestion window while receiving additional duplicate
 269          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 270          * to snd_max after the fast-retransmit.
 271          *
 272          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 273          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 274          * wind up 0.
 275          */
 276         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 277
 278         /*
 279          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 280          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 281          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 282          */
 283         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 284                 flags &= ~TH_SYN;
 285                 off--, len++;
 286                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 287                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 288                      taop->tao_ccsent == 0))
 289                         return 0;
 290         }
 291
 292         /*
 293          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 294          * in cases when no CC option will be sent.
 295          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 296          * with not fully conformant TCP implementations.
 297          */
 298         if ((flags & TH_SYN) &&
 299             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 300              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 301                 len = 0;
 302                 flags &= ~TH_FIN;
 303         }
 304
 305         if (len < 0) {
 306                 /*
 307                  * If FIN has been sent but not acked,
 308                  * but we haven't been called to retransmit,
 309                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 310                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 311                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 312                  * to (closed) window, and set the persist timer
 313                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 314                  * close completely, just wait for an ACK.
 315                  */
 316                 len = 0;
 317                 if (sendwin == 0) {
 318                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 319                         tp->t_rxtshift = 0;
 320                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 321                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 322                                 tcp_setpersist(tp);
 323                 }
 324         }
 325
 326         /*
 327          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 328          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 329          * no longer contains the last data byte.
 330          */
 331         if (len > tp->t_maxseg) {
 332                 len = tp->t_maxseg;
 333                 sendalot = TRUE;
 334         }
 335         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 336                 flags &= ~TH_FIN;
 337
 338         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 339
 340         /*
 341          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 342          * conditions when len is non-zero:
 343          *
 344          *      - We have a full segment
 345          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 346          *        either idle or running NODELAY
 347          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 348          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 349          *        data (receiver may be limited the window size)
 350          *      - we need to retransmit
 351          */
 352         if (len) {
 353                 if (len == tp->t_maxseg)
 354                         goto send;
 355                 /*
 356                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 357                  * end may occur synchronously with the output and cause
 358                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 359                  *
 360                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 361                  */
 362                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 363                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 364                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 365                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 366                         goto send;
 367                 }
 368                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 369                         goto send;
 370                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 371                         goto send;
 372                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 373                         goto send;
 374         }
 375
 376         /*
 377          * Compare available window to amount of window
 378          * known to peer (as advertised window less
 379          * next expected input).  If the difference is at least two
 380          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 381          * window, then want to send a window update to peer.
 382          */
 383         if (recvwin > 0) {
 384                 /*
 385                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 386                  * taking into account that we are limited by
 387                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 388                  */
 389                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 390                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 391
 392                 /*
 393                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 394                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 395                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 396                  * ONLY updates the tcp window.
 397                  *
 398                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 399                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 400                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 401                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 402                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 403                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 404                  *
 405                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 406                  */
 407                 if (avoid_pure_win_update == 0) {
 408                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 409                                 goto send;
 410                 }
 411                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 412                         goto send;
 413         }
 414
 415         /*
 416          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 417          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 418          */
 419         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 420                 goto send;
 421         if ((flags & TH_RST) ||
 422             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 423                 goto send;
 424         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 425                 goto send;
 426         /*
 427          * If our state indicates that FIN should be sent
 428          * and we have not yet done so, then we need to send.
 429          */
 430         if (flags & TH_FIN &&
 431             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 432                 goto send;
 433
 434         /*
 435          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 436          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 437          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 438          *      idle                    not doing retransmits or persists
 439          *      persisting              to move a small or zero window
 440          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 441          *
 442          * callout_active(tp->tt_persist)
 443          *      is true when we are in persist state.
 444          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 445          *      is set when we are called to send a persist packet.
 446          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 447          *      is set when we are retransmitting
 448          * The output side is idle when both timers are zero.
 449          *
 450          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 451          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 452          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 453          * if window is nonzero, transmit what we can,
 454          * otherwise force out a byte.
 455          */
 456         if (so->so_snd.sb_cc > 0 &&
 457             !callout_active(tp->tt_rexmt) && !callout_active(tp->tt_persist)) {
 458                 tp->t_rxtshift = 0;
 459                 tcp_setpersist(tp);
 460         }
 461
 462         /*
 463          * No reason to send a segment, just return.
 464          */
 465         return (0);
 466
 467 send:
 468         /*
 469          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 470          * unless TCP set not to do any options.
 471          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 472          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 473          * link header, i.e.
 474          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 475          */
 476         optlen = 0;
 477         if (isipv6)
 478                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 479         else
 480                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 481         if (flags & TH_SYN) {
 482                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 483                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 484                         u_short mss;
 485
 486                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 487                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 488                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 489                         memcpy(opt + 2, &mss, sizeof mss);
 490                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 491
 492                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 493                             (!(flags & TH_ACK) ||
 494                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 495                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 496                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 497                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 498                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 499                                         tp->request_r_scale);
 500                                 optlen += 4;
 501                         }
 502
 503                         if ((tcp_do_sack && !(flags & TH_ACK)) ||
 504                             tp->t_flags & TF_SACK_PERMITTED) {
 505                                 uint32_t *lp = (uint32_t *)(opt + optlen);
 506
 507                                 *lp = htonl(TCPOPT_SACK_PERMITTED_ALIGNED);
 508                                 optlen += TCPOLEN_SACK_PERMITTED_ALIGNED;
 509                         }
 510                 }
 511         }
 512
 513         /*
 514          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 515          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 516          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 517          */
 518         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 519             !(flags & TH_RST) &&
 520             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 521                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 522
 523                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 524                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 525                 *lp++ = htonl(ticks);
 526                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 527                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 528         }
 529
 530         /*
 531          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 532          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 533          */
 534         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 535              !(flags & TH_RST)) {
 536                 switch (flags & (TH_SYN | TH_ACK)) {
 537                 /*
 538                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 539                  * from our peer.
 540                  */
 541                 case TH_ACK:
 542                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 543                                 break;
 544                         /*FALLTHROUGH*/
 545
 546                 /*
 547                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 548                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 549                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 550                  * do this if our peer understands T/TCP.
 551                  */
 552                 case 0:
 553                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 554                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 555                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 556                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 557                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 558                         optlen += 4;
 559                         break;
 560
 561                 /*
 562                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 563                  * CC or CC.new.
 564                  */
 565                 case TH_SYN:
 566                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 567                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 568                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 569                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 570                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 571                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 572                         optlen += 4;
 573                         break;
 574
 575                 /*
 576                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 577                  * CC from our peer.
 578                  */
 579                 case (TH_SYN | TH_ACK):
 580                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 581                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 582                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 583                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 584                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 585                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 586                                 optlen += 4;
 587                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 588                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 589                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 590                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 591                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_recv);
 592                                 optlen += 4;
 593                         }
 594                         break;
 595                 }
 596         }
 597
 598         /*
 599          * If this is a SACK connection and we have a block to report,
 600          * fill in the SACK blocks in the TCP options.
 601          */
 602         if ((tp->t_flags & (TF_SACK_PERMITTED | TF_NOOPT)) ==
 603                 TF_SACK_PERMITTED &&
 604             (!LIST_EMPTY(&tp->t_segq) ||
 605              tp->reportblk.rblk_start != tp->reportblk.rblk_end))
 606                 tcp_sack_fill_report(tp, opt, &optlen);
 607
 608         KASSERT(optlen <= TCP_MAXOLEN, ("too many TCP options"));
 609         hdrlen += optlen;
 610
 611         if (isipv6) {
 612                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 613         } else {
 614                 if (inp->inp_options) {
 615                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 616                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 617                 } else {
 618                         ipoptlen = 0;
 619                 }
 620         }
 621 #ifdef IPSEC
 622         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 623 #endif
 624
 625         /*
 626          * Adjust data length if insertion of options will
 627          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 628          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 629          * the segment.
 630          */
 631         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 632                 /*
 633                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 634                  */
 635                 flags &= ~TH_FIN;
 636                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 637                 sendalot = TRUE;
 638         }
 639
 640 #ifdef INET6
 641         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 642 #else
 643         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 644 #endif
 645
 646         /*
 647          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 648          * be transmitted, and initialize the header from
 649          * the template for sends on this connection.
 650          */
 651         if (len) {
 652                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 653                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 654                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 655                         if (tp->snd_nxt == tp->snd_una)
 656                                 tp->snd_max_rexmt = tp->snd_max;
 657                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 658                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 659                 } else {
 660                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 661                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 662                 }
 663 #ifdef notyet
 664                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off, (int)len,
 665                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
 666                         error = ENOBUFS;
 667                         goto out;
 668                 }
 669                 /*
 670                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 671                  */
 672                 m->m_len += hdrlen;
 673                 m->m_data -= hdrlen;
 674 #else
 675                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 676                 if (m == NULL) {
 677                         error = ENOBUFS;
 678                         goto out;
 679                 }
 680 #ifdef INET6
 681                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 682                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 683                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 684                                 m_freem(m);
 685                                 error = ENOBUFS;
 686                                 goto out;
 687                         }
 688                 }
 689 #endif
 690                 m->m_data += max_linkhdr;
 691                 m->m_len = hdrlen;
 692                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 693                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 694                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 695                         m->m_len += len;
 696                 } else {
 697                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 698                         if (m->m_next == NULL) {
 699                                 m_free(m);
 700                                 error = ENOBUFS;
 701                                 goto out;
 702                         }
 703                 }
 704 #endif
 705                 /*
 706                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 707                  * (This will keep happy those implementations which only
 708                  * give data to the user when a buffer fills or
 709                  * a PUSH comes in.)
 710                  */
 711                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 712                         flags |= TH_PUSH;
 713         } else {
 714                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 715                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 716                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
 717                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 718                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 719                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 720                 else
 721                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 722
 723                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 724                 if (m == NULL) {
 725                         error = ENOBUFS;
 726                         goto out;
 727                 }
 728                 if (isipv6 &&
 729                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 730                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 731                 else
 732                         m->m_data += max_linkhdr;
 733                 m->m_len = hdrlen;
 734         }
 735         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 736         if (isipv6) {
 737                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 738                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 739                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 740         } else {
 741                 ip = mtod(m, struct ip *);
 742                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 743                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 744                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 745                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 746         }
 747
 748         /*
 749          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 750          * window for use in delaying messages about window sizes.
 751          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 752          */
 753         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 754             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 755                 tp->snd_nxt--;
 756         /*
 757          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 758          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 759          * packets, we do not want the sequence number of the
 760          * retransmitted packet, we want the sequence number
 761          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 762          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 763          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 764          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 765          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 766          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 767          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 768          */
 769         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 770                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 771         else
 772                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 773         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 774         if (optlen) {
 775                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 776                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 777         }
 778         th->th_flags = flags;
 779         /*
 780          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 781          * but avoid silly window syndrome.
 782          */
 783         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 784             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 785                 recvwin = 0;
 786         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 787                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 788         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 789                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 790         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 791
 792         /*
 793          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 794          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 795          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 796          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 797          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 798          * the connection.
 799          */
 800         if (recvwin == 0)
 801                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 802         else
 803                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 804
 805         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 806                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 807                 th->th_flags |= TH_URG;
 808         } else {
 809                 /*
 810                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 811                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 812                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 813                  * number wraparound.
 814                  */
 815                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 816         }
 817
 818         /*
 819          * Put TCP length in extended header, and then
 820          * checksum extended header and data.
 821          */
 822         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 823         if (isipv6) {
 824                 /*
 825                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 826                  * in ip6_output().
 827                  */
 828                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 829                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 830         } else {
 831                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 832                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 833                 if (len + optlen)
 834                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 835                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 836
 837                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 838                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 839                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 840         }
 841
 842         /*
 843          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 844          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 845          */
 846         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 847                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 848
 849                 /*
 850                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 851                  */
 852                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
 853                         if (flags & TH_SYN)
 854                                 tp->snd_nxt++;
 855                         if (flags & TH_FIN) {
 856                                 tp->snd_nxt++;
 857                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 858                         }
 859                 }
 860                 tp->snd_nxt += len;
 861                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 862                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 863                         /*
 864                          * Time this transmission if not a retransmission and
 865                          * not currently timing anything.
 866                          */
 867                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 868                                 tp->t_rtttime = ticks;
 869                                 tp->t_rtseq = startseq;
 870                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 871                         }
 872                 }
 873
 874                 /*
 875                  * Set retransmit timer if not currently set,
 876                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 877                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 878                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 879                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 880                  * of retransmit time.
 881                  */
 882                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 883                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 884                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 885                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 886                                 tp->t_rxtshift = 0;
 887                         }
 888                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 889                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 890                 }
 891         } else {
 892                 /*
 893                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 894                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 895                  */
 896                 int xlen = len;
 897                 if (flags & TH_SYN)
 898                         ++xlen;
 899                 if (flags & TH_FIN) {
 900                         ++xlen;
 901                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 902                 }
 903                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 904                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 905         }
 906
 907 #ifdef TCPDEBUG
 908         /*
 909          * Trace.
 910          */
 911         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 912                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 913 #endif
 914
 915         /*
 916          * Fill in IP length and desired time to live and
 917          * send to IP level.  There should be a better way
 918          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 919          * the template, but need a way to checksum without them.
 920          */
 921         /*
 922          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 923          * because in6_cksum() need it.
 924          */
 925         if (isipv6) {
 926                 /*
 927                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 928                  * user might want to change the value via setsockopt.
 929                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 930                  * Neighbor Discovery.
 931                  */
 932                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 933                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 934                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 935
 936                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 937                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 938                                    (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL,
 939                                    inp);
 940         } else {
 941                 struct rtentry *rt;
 942                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 943 #ifdef INET6
 944                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 945                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 946                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 947                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 948                 else
 949 #endif
 950                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 951
 952                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 953                 /*
 954                  * See if we should do MTU discovery.
 955                  * We do it only if the following are true:
 956                  *      1) we have a valid route to the destination
 957                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 958                  *         then discovery has been disabled)
 959                  */
 960                 if (path_mtu_discovery &&
 961                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 962                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 963                         ip->ip_off |= IP_DF;
 964
 965                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 966                                   (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 967         }
 968         if (error) {
 969
 970                 /*
 971                  * We know that the packet was lost, so back out the
 972                  * sequence number advance, if any.
 973                  */
 974                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 975                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 976                         /*
 977                          * No need to check for TH_FIN here because
 978                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 979                          */
 980                         if (!(flags & TH_SYN))
 981                                 tp->snd_nxt -= len;
 982                 }
 983
 984 out:
 985                 if (error == ENOBUFS) {
 986                         /*
 987                          * If we can't send, make sure there is something
 988                          * to get us going again later.  Persist state
 989                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 990                          */
 991                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 992                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 993                                 tp->t_rxtshift = 0;
 994                                 tcp_setpersist(tp);
 995                         }
 996                         tcp_quench(inp, 0);
 997                         return (0);
 998                 }
 999                 if (error == EMSGSIZE) {
1000                         /*
1001                          * ip_output() will have already fixed the route
1002                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
1003                          * initiate retransmission, so it is important to
1004                          * not do so here.
1005                          */
1006                         tcp_mtudisc(inp, 0);
1007                         return 0;
1008                 }
1009                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
1010                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
1011                         tp->t_softerror = error;
1012                         return (0);
1013                 }
1014                 return (error);
1015         }
1016         tcpstat.tcps_sndtotal++;
1017
1018         /*
1019          * Data sent (as far as we can tell).
1020          * If this advertises a larger window than any other segment,
1021          * then remember the size of the advertised window.
1022          * Any pending ACK has now been sent.
1023          */
1024         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
1025                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
1026         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1027         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1028         if (tcp_delack_enabled)
1029                 callout_stop(tp->tt_delack);
1030         if (sendalot)
1031                 goto again;
1032         return (0);
1033 }
1034
1035 void
1036 tcp_setpersist(tp)
1037         struct tcpcb *tp;
1038 {
1039         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1040         int tt;
1041
1042         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1043                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1044         /*
1045          * Start/restart persistance timer.
1046          */
1047         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift], TCPTV_PERSMIN,
1048                       TCPTV_PERSMAX);
1049         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1050         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1051                 tp->t_rxtshift++;
1052 }