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 1.18 2004/08/08 06:33:24 hsu Exp $
  86  */
  87
  88 #include "opt_inet6.h"
  89 #include "opt_ipsec.h"
  90 #include "opt_tcpdebug.h"
  91
  92 #include <sys/param.h>
  93 #include <sys/systm.h>
  94 #include <sys/kernel.h>
  95 #include <sys/sysctl.h>
  96 #include <sys/mbuf.h>
  97 #include <sys/domain.h>
  98 #include <sys/protosw.h>
  99 #include <sys/socket.h>
 100 #include <sys/socketvar.h>
 101 #include <sys/in_cksum.h>
 102 #include <sys/thread.h>
 103 #include <sys/globaldata.h>
 104
 105 #include <net/route.h>
 106
 107 #include <netinet/in.h>
 108 #include <netinet/in_systm.h>
 109 #include <netinet/ip.h>
 110 #include <netinet/in_pcb.h>
 111 #include <netinet/ip_var.h>
 112 #include <netinet6/in6_pcb.h>
 113 #include <netinet/ip6.h>
 114 #include <netinet6/ip6_var.h>
 115 #include <netinet/tcp.h>
 116 #define TCPOUTFLAGS
 117 #include <netinet/tcp_fsm.h>
 118 #include <netinet/tcp_seq.h>
 119 #include <netinet/tcp_timer.h>
 120 #include <netinet/tcp_var.h>
 121 #include <netinet/tcpip.h>
 122 #ifdef TCPDEBUG
 123 #include <netinet/tcp_debug.h>
 124 #endif
 125
 126 #ifdef IPSEC
 127 #include <netinet6/ipsec.h>
 128 #endif /*IPSEC*/
 129
 130 #ifdef FAST_IPSEC
 131 #include <netipsec/ipsec.h>
 132 #define IPSEC
 133 #endif /*FAST_IPSEC*/
 134
 135 #ifdef notyet
 136 extern struct mbuf *m_copypack();
 137 #endif
 138
 139 int path_mtu_discovery = 1;
 140 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, path_mtu_discovery, CTLFLAG_RW,
 141         &path_mtu_discovery, 1, "Enable Path MTU Discovery");
 142
 143 int ss_fltsz = 1;
 144 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 145         &ss_fltsz, 1, "Slow start flight size");
 146
 147 int ss_fltsz_local = 4;
 148 SYSCTL_INT(_net_inet_tcp, OID_AUTO, local_slowstart_flightsize, CTLFLAG_RW,
 149         &ss_fltsz_local, 1, "Slow start flight size for local networks");
 150
 151 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 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         sendalot = FALSE;
 212         off = tp->snd_nxt - tp->snd_una;
 213         sendwin = min(tp->snd_wnd, tp->snd_cwnd);
 214         sendwin = min(sendwin, tp->snd_bwnd);
 215
 216         flags = tcp_outflags[tp->t_state];
 217         /*
 218          * Get standard flags, and add SYN or FIN if requested by 'hidden'
 219          * state flags.
 220          */
 221         if (tp->t_flags & TF_NEEDFIN)
 222                 flags |= TH_FIN;
 223         if (tp->t_flags & TF_NEEDSYN)
 224                 flags |= TH_SYN;
 225
 226         /*
 227          * If in persist timeout with window of 0, send 1 byte.
 228          * Otherwise, if window is small but nonzero
 229          * and timer expired, we will send what we can
 230          * and go to transmit state.
 231          */
 232         if (tp->t_flags & TF_FORCE) {
 233                 if (sendwin == 0) {
 234                         /*
 235                          * If we still have some data to send, then
 236                          * clear the FIN bit.  Usually this would
 237                          * happen below when it realizes that we
 238                          * aren't sending all the data.  However,
 239                          * if we have exactly 1 byte of unsent data,
 240                          * then it won't clear the FIN bit below,
 241                          * and if we are in persist state, we wind
 242                          * up sending the packet without recording
 243                          * that we sent the FIN bit.
 244                          *
 245                          * We can't just blindly clear the FIN bit,
 246                          * because if we don't have any more data
 247                          * to send then the probe will be the FIN
 248                          * itself.
 249                          */
 250                         if (off < so->so_snd.sb_cc)
 251                                 flags &= ~TH_FIN;
 252                         sendwin = 1;
 253                 } else {
 254                         callout_stop(tp->tt_persist);
 255                         tp->t_rxtshift = 0;
 256                 }
 257         }
 258
 259         /*
 260          * If snd_nxt == snd_max and we have transmitted a FIN, the
 261          * offset will be > 0 even if so_snd.sb_cc is 0, resulting in
 262          * a negative length.  This can also occur when TCP opens up
 263          * its congestion window while receiving additional duplicate
 264          * acks after fast-retransmit because TCP will reset snd_nxt
 265          * to snd_max after the fast-retransmit.
 266          *
 267          * In the normal retransmit-FIN-only case, however, snd_nxt will
 268          * be set to snd_una, the offset will be 0, and the length may
 269          * wind up 0.
 270          */
 271         len = (long)ulmin(so->so_snd.sb_cc, sendwin) - off;
 272
 273         /*
 274          * Lop off SYN bit if it has already been sent.  However, if this
 275          * is SYN-SENT state and if segment contains data and if we don't
 276          * know that foreign host supports TAO, suppress sending segment.
 277          */
 278         if ((flags & TH_SYN) && SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_una)) {
 279                 flags &= ~TH_SYN;
 280                 off--, len++;
 281                 if (len > 0 && tp->t_state == TCPS_SYN_SENT &&
 282                     ((taop = tcp_gettaocache(&inp->inp_inc)) == NULL ||
 283                      taop->tao_ccsent == 0))
 284                         return 0;
 285         }
 286
 287         /*
 288          * Be careful not to send data and/or FIN on SYN segments
 289          * in cases when no CC option will be sent.
 290          * This measure is needed to prevent interoperability problems
 291          * with not fully conformant TCP implementations.
 292          */
 293         if ((flags & TH_SYN) &&
 294             ((tp->t_flags & TF_NOOPT) || !(tp->t_flags & TF_REQ_CC) ||
 295              ((flags & TH_ACK) && !(tp->t_flags & TF_RCVD_CC)))) {
 296                 len = 0;
 297                 flags &= ~TH_FIN;
 298         }
 299
 300         if (len < 0) {
 301                 /*
 302                  * If FIN has been sent but not acked,
 303                  * but we haven't been called to retransmit,
 304                  * len will be < 0.  Otherwise, window shrank
 305                  * after we sent into it.  If window shrank to 0,
 306                  * cancel pending retransmit, pull snd_nxt back
 307                  * to (closed) window, and set the persist timer
 308                  * if it isn't already going.  If the window didn't
 309                  * close completely, just wait for an ACK.
 310                  */
 311                 len = 0;
 312                 if (sendwin == 0) {
 313                         callout_stop(tp->tt_rexmt);
 314                         tp->t_rxtshift = 0;
 315                         tp->snd_nxt = tp->snd_una;
 316                         if (!callout_active(tp->tt_persist))
 317                                 tcp_setpersist(tp);
 318                 }
 319         }
 320
 321         /*
 322          * len will be >= 0 after this point.  Truncate to the maximum
 323          * segment length and ensure that FIN is removed if the length
 324          * no longer contains the last data byte.
 325          */
 326         if (len > tp->t_maxseg) {
 327                 len = tp->t_maxseg;
 328                 sendalot = TRUE;
 329         }
 330         if (SEQ_LT(tp->snd_nxt + len, tp->snd_una + so->so_snd.sb_cc))
 331                 flags &= ~TH_FIN;
 332
 333         recvwin = sbspace(&so->so_rcv);
 334
 335         /*
 336          * Sender silly window avoidance.   We transmit under the following
 337          * conditions when len is non-zero:
 338          *
 339          *      - We have a full segment
 340          *      - This is the last buffer in a write()/send() and we are
 341          *        either idle or running NODELAY
 342          *      - we've timed out (e.g. persist timer)
 343          *      - we have more then 1/2 the maximum send window's worth of
 344          *        data (receiver may be limited the window size)
 345          *      - we need to retransmit
 346          */
 347         if (len) {
 348                 if (len == tp->t_maxseg)
 349                         goto send;
 350                 /*
 351                  * NOTE! on localhost connections an 'ack' from the remote
 352                  * end may occur synchronously with the output and cause
 353                  * us to flush a buffer queued with moretocome.  XXX
 354                  *
 355                  * note: the len + off check is almost certainly unnecessary.
 356                  */
 357                 if (!(tp->t_flags & TF_MORETOCOME) &&   /* normal case */
 358                     (idle || (tp->t_flags & TF_NODELAY)) &&
 359                     len + off >= so->so_snd.sb_cc &&
 360                     !(tp->t_flags & TF_NOPUSH)) {
 361                         goto send;
 362                 }
 363                 if (tp->t_flags & TF_FORCE)             /* typ. timeout case */
 364                         goto send;
 365                 if (len >= tp->max_sndwnd / 2 && tp->max_sndwnd > 0)
 366                         goto send;
 367                 if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max))   /* retransmit case */
 368                         goto send;
 369         }
 370
 371         /*
 372          * Compare available window to amount of window
 373          * known to peer (as advertised window less
 374          * next expected input).  If the difference is at least two
 375          * max size segments, or at least 50% of the maximum possible
 376          * window, then want to send a window update to peer.
 377          */
 378         if (recvwin > 0) {
 379                 /*
 380                  * "adv" is the amount we can increase the window,
 381                  * taking into account that we are limited by
 382                  * TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale.
 383                  */
 384                 long adv = min(recvwin, (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale) -
 385                         (tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 386
 387                 /*
 388                  * This ack case typically occurs when the user has drained
 389                  * the TCP socket buffer sufficiently to warrent an ack
 390                  * containing a 'pure window update'... that is, an ack that
 391                  * ONLY updates the tcp window.
 392                  *
 393                  * It is unclear why we would need to do a pure window update
 394                  * past 2 segments if we are going to do one at 1/2 the high
 395                  * water mark anyway, especially since under normal conditions
 396                  * the user program will drain the socket buffer quickly.
 397                  * The 2-segment pure window update will often add a large
 398                  * number of extra, unnecessary acks to the stream.
 399                  *
 400                  * avoid_pure_win_update now defaults to 1.
 401                  */
 402                 if (avoid_pure_win_update == 0) {
 403                         if (adv >= (long) (2 * tp->t_maxseg))
 404                                 goto send;
 405                 }
 406                 if (2 * adv >= (long) so->so_rcv.sb_hiwat)
 407                         goto send;
 408         }
 409
 410         /*
 411          * Send if we owe the peer an ACK, RST, SYN, or urgent data.  ACKNOW
 412          * is also a catch-all for the retransmit timer timeout case.
 413          */
 414         if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 415                 goto send;
 416         if ((flags & TH_RST) ||
 417             ((flags & TH_SYN) && !(tp->t_flags & TF_NEEDSYN)))
 418                 goto send;
 419         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 420                 goto send;
 421         /*
 422          * If our state indicates that FIN should be sent
 423          * and we have not yet done so, then we need to send.
 424          */
 425         if (flags & TH_FIN &&
 426             (!(tp->t_flags & TF_SENTFIN) || tp->snd_nxt == tp->snd_una))
 427                 goto send;
 428
 429         /*
 430          * TCP window updates are not reliable, rather a polling protocol
 431          * using ``persist'' packets is used to insure receipt of window
 432          * updates.  The three ``states'' for the output side are:
 433          *      idle                    not doing retransmits or persists
 434          *      persisting              to move a small or zero window
 435          *      (re)transmitting        and thereby not persisting
 436          *
 437          * callout_active(tp->tt_persist)
 438          *      is true when we are in persist state.
 439          * The TF_FORCE flag in tp->t_flags
 440          *      is set when we are called to send a persist packet.
 441          * callout_active(tp->tt_rexmt)
 442          *      is set when we are retransmitting
 443          * The output side is idle when both timers are zero.
 444          *
 445          * If send window is too small, there is data to transmit, and no
 446          * retransmit or persist is pending, then go to persist state.
 447          * If nothing happens soon, send when timer expires:
 448          * if window is nonzero, transmit what we can,
 449          * otherwise force out a byte.
 450          */
 451         if (so->so_snd.sb_cc && !callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 452             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 453                 tp->t_rxtshift = 0;
 454                 tcp_setpersist(tp);
 455         }
 456
 457         /*
 458          * No reason to send a segment, just return.
 459          */
 460         return (0);
 461
 462 send:
 463         /*
 464          * Before ESTABLISHED, force sending of initial options
 465          * unless TCP set not to do any options.
 466          * NOTE: we assume that the IP/TCP header plus TCP options
 467          * always fit in a single mbuf, leaving room for a maximum
 468          * link header, i.e.
 469          *      max_linkhdr + sizeof(struct tcpiphdr) + optlen <= MCLBYTES
 470          */
 471         optlen = 0;
 472         if (isipv6)
 473                 hdrlen = sizeof(struct ip6_hdr) + sizeof(struct tcphdr);
 474         else
 475                 hdrlen = sizeof(struct tcpiphdr);
 476         if (flags & TH_SYN) {
 477                 tp->snd_nxt = tp->iss;
 478                 if (!(tp->t_flags & TF_NOOPT)) {
 479                         u_short mss;
 480
 481                         opt[0] = TCPOPT_MAXSEG;
 482                         opt[1] = TCPOLEN_MAXSEG;
 483                         mss = htons((u_short) tcp_mssopt(tp));
 484                         (void)memcpy(opt + 2, &mss, sizeof(mss));
 485                         optlen = TCPOLEN_MAXSEG;
 486
 487                         if ((tp->t_flags & TF_REQ_SCALE) &&
 488                             (!(flags & TH_ACK) ||
 489                              (tp->t_flags & TF_RCVD_SCALE))) {
 490                                 *((u_int32_t *)(opt + optlen)) = htonl(
 491                                         TCPOPT_NOP << 24 |
 492                                         TCPOPT_WINDOW << 16 |
 493                                         TCPOLEN_WINDOW << 8 |
 494                                         tp->request_r_scale);
 495                                 optlen += 4;
 496                         }
 497                 }
 498         }
 499
 500         /*
 501          * Send a timestamp and echo-reply if this is a SYN and our side
 502          * wants to use timestamps (TF_REQ_TSTMP is set) or both our side
 503          * and our peer have sent timestamps in our SYN's.
 504          */
 505         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_TSTMP | TF_NOOPT)) == TF_REQ_TSTMP &&
 506             !(flags & TH_RST) &&
 507             (!(flags & TH_ACK) || (tp->t_flags & TF_RCVD_TSTMP))) {
 508                 u_int32_t *lp = (u_int32_t *)(opt + optlen);
 509
 510                 /* Form timestamp option as shown in appendix A of RFC 1323. */
 511                 *lp++ = htonl(TCPOPT_TSTAMP_HDR);
 512                 *lp++ = htonl(ticks);
 513                 *lp   = htonl(tp->ts_recent);
 514                 optlen += TCPOLEN_TSTAMP_APPA;
 515         }
 516
 517         /*
 518          * Send `CC-family' options if our side wants to use them (TF_REQ_CC),
 519          * options are allowed (!TF_NOOPT) and it's not a RST.
 520          */
 521         if ((tp->t_flags & (TF_REQ_CC | TF_NOOPT)) == TF_REQ_CC &&
 522              !(flags & TH_RST)) {
 523                 switch (flags & (TH_SYN | TH_ACK)) {
 524                 /*
 525                  * This is a normal ACK, send CC if we received CC before
 526                  * from our peer.
 527                  */
 528                 case TH_ACK:
 529                         if (!(tp->t_flags & TF_RCVD_CC))
 530                                 break;
 531                         /*FALLTHROUGH*/
 532
 533                 /*
 534                  * We can only get here in T/TCP's SYN_SENT* state, when
 535                  * we're a sending a non-SYN segment without waiting for
 536                  * the ACK of our SYN.  A check above assures that we only
 537                  * do this if our peer understands T/TCP.
 538                  */
 539                 case 0:
 540                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 541                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 542                         opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 543                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 544                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 545                         optlen += 4;
 546                         break;
 547
 548                 /*
 549                  * This is our initial SYN, check whether we have to use
 550                  * CC or CC.new.
 551                  */
 552                 case TH_SYN:
 553                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 554                         opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 555                         opt[optlen++] = tp->t_flags & TF_SENDCCNEW ?
 556                                                 TCPOPT_CCNEW : TCPOPT_CC;
 557                         opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 558                         *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 559                         optlen += 4;
 560                         break;
 561
 562                 /*
 563                  * This is a SYN,ACK; send CC and CC.echo if we received
 564                  * CC from our peer.
 565                  */
 566                 case (TH_SYN | TH_ACK):
 567                         if (tp->t_flags & TF_RCVD_CC) {
 568                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 569                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 570                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CC;
 571                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 572                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_send);
 573                                 optlen += 4;
 574                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 575                                 opt[optlen++] = TCPOPT_NOP;
 576                                 opt[optlen++] = TCPOPT_CCECHO;
 577                                 opt[optlen++] = TCPOLEN_CC;
 578                                 *(u_int32_t *)&opt[optlen] = htonl(tp->cc_recv);
 579                                 optlen += 4;
 580                         }
 581                         break;
 582                 }
 583         }
 584
 585         hdrlen += optlen;
 586
 587         if (isipv6) {
 588                 ipoptlen = ip6_optlen(inp);
 589         } else {
 590                 if (inp->inp_options) {
 591                         ipoptlen = inp->inp_options->m_len -
 592                             offsetof(struct ipoption, ipopt_list);
 593                 } else {
 594                         ipoptlen = 0;
 595                 }
 596         }
 597 #ifdef IPSEC
 598         ipoptlen += ipsec_hdrsiz_tcp(tp);
 599 #endif
 600
 601         /*
 602          * Adjust data length if insertion of options will
 603          * bump the packet length beyond the t_maxopd length.
 604          * Clear the FIN bit because we cut off the tail of
 605          * the segment.
 606          */
 607         if (len + optlen + ipoptlen > tp->t_maxopd) {
 608                 /*
 609                  * If there is still more to send, don't close the connection.
 610                  */
 611                 flags &= ~TH_FIN;
 612                 len = tp->t_maxopd - optlen - ipoptlen;
 613                 sendalot = TRUE;
 614         }
 615
 616 #ifdef INET6
 617         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MCLBYTES, ("tcphdr too big"));
 618 #else
 619         KASSERT(max_linkhdr + hdrlen <= MHLEN, ("tcphdr too big"));
 620 #endif
 621
 622         /*
 623          * Grab a header mbuf, attaching a copy of data to
 624          * be transmitted, and initialize the header from
 625          * the template for sends on this connection.
 626          */
 627         if (len) {
 628                 if ((tp->t_flags & TF_FORCE) && len == 1)
 629                         tcpstat.tcps_sndprobe++;
 630                 else if (SEQ_LT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 631                         tcpstat.tcps_sndrexmitpack++;
 632                         tcpstat.tcps_sndrexmitbyte += len;
 633                 } else {
 634                         tcpstat.tcps_sndpack++;
 635                         tcpstat.tcps_sndbyte += len;
 636                 }
 637 #ifdef notyet
 638                 if ((m = m_copypack(so->so_snd.sb_mb, off, (int)len,
 639                     max_linkhdr + hdrlen)) == NULL) {
 640                         error = ENOBUFS;
 641                         goto out;
 642                 }
 643                 /*
 644                  * m_copypack left space for our hdr; use it.
 645                  */
 646                 m->m_len += hdrlen;
 647                 m->m_data -= hdrlen;
 648 #else
 649                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 650                 if (m == NULL) {
 651                         error = ENOBUFS;
 652                         goto out;
 653                 }
 654 #ifdef INET6
 655                 if (MHLEN < hdrlen + max_linkhdr) {
 656                         MCLGET(m, MB_DONTWAIT);
 657                         if (!(m->m_flags & M_EXT)) {
 658                                 m_freem(m);
 659                                 error = ENOBUFS;
 660                                 goto out;
 661                         }
 662                 }
 663 #endif
 664                 m->m_data += max_linkhdr;
 665                 m->m_len = hdrlen;
 666                 if (len <= MHLEN - hdrlen - max_linkhdr) {
 667                         m_copydata(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len,
 668                             mtod(m, caddr_t) + hdrlen);
 669                         m->m_len += len;
 670                 } else {
 671                         m->m_next = m_copy(so->so_snd.sb_mb, off, (int) len);
 672                         if (m->m_next == NULL) {
 673                                 (void) m_free(m);
 674                                 error = ENOBUFS;
 675                                 goto out;
 676                         }
 677                 }
 678 #endif
 679                 /*
 680                  * If we're sending everything we've got, set PUSH.
 681                  * (This will keep happy those implementations which only
 682                  * give data to the user when a buffer fills or
 683                  * a PUSH comes in.)
 684                  */
 685                 if (off + len == so->so_snd.sb_cc)
 686                         flags |= TH_PUSH;
 687         } else {
 688                 if (tp->t_flags & TF_ACKNOW)
 689                         tcpstat.tcps_sndacks++;
 690                 else if (flags & (TH_SYN | TH_FIN | TH_RST))
 691                         tcpstat.tcps_sndctrl++;
 692                 else if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_una))
 693                         tcpstat.tcps_sndurg++;
 694                 else
 695                         tcpstat.tcps_sndwinup++;
 696
 697                 MGETHDR(m, MB_DONTWAIT, MT_HEADER);
 698                 if (m == NULL) {
 699                         error = ENOBUFS;
 700                         goto out;
 701                 }
 702                 if (isipv6 &&
 703                     (hdrlen + max_linkhdr > MHLEN) && hdrlen <= MHLEN)
 704                         MH_ALIGN(m, hdrlen);
 705                 else
 706                         m->m_data += max_linkhdr;
 707                 m->m_len = hdrlen;
 708         }
 709         m->m_pkthdr.rcvif = (struct ifnet *)0;
 710         if (isipv6) {
 711                 ip6 = mtod(m, struct ip6_hdr *);
 712                 th = (struct tcphdr *)(ip6 + 1);
 713                 tcp_fillheaders(tp, ip6, th);
 714         } else {
 715                 ip = mtod(m, struct ip *);
 716                 ipov = (struct ipovly *)ip;
 717                 th = (struct tcphdr *)(ip + 1);
 718                 /* this picks up the pseudo header (w/o the length) */
 719                 tcp_fillheaders(tp, ip, th);
 720         }
 721
 722         /*
 723          * Fill in fields, remembering maximum advertised
 724          * window for use in delaying messages about window sizes.
 725          * If resending a FIN, be sure not to use a new sequence number.
 726          */
 727         if (flags & TH_FIN && tp->t_flags & TF_SENTFIN &&
 728             tp->snd_nxt == tp->snd_max)
 729                 tp->snd_nxt--;
 730         /*
 731          * If we are doing retransmissions, then snd_nxt will
 732          * not reflect the first unsent octet.  For ACK only
 733          * packets, we do not want the sequence number of the
 734          * retransmitted packet, we want the sequence number
 735          * of the next unsent octet.  So, if there is no data
 736          * (and no SYN or FIN), use snd_max instead of snd_nxt
 737          * when filling in ti_seq.  But if we are in persist
 738          * state, snd_max might reflect one byte beyond the
 739          * right edge of the window, so use snd_nxt in that
 740          * case, since we know we aren't doing a retransmission.
 741          * (retransmit and persist are mutually exclusive...)
 742          */
 743         if (len || (flags & (TH_SYN|TH_FIN)) || callout_active(tp->tt_persist))
 744                 th->th_seq = htonl(tp->snd_nxt);
 745         else
 746                 th->th_seq = htonl(tp->snd_max);
 747         th->th_ack = htonl(tp->rcv_nxt);
 748         if (optlen) {
 749                 bcopy(opt, th + 1, optlen);
 750                 th->th_off = (sizeof(struct tcphdr) + optlen) >> 2;
 751         }
 752         th->th_flags = flags;
 753         /*
 754          * Calculate receive window.  Don't shrink window,
 755          * but avoid silly window syndrome.
 756          */
 757         if (recvwin < (long)(so->so_rcv.sb_hiwat / 4) &&
 758             recvwin < (long)tp->t_maxseg)
 759                 recvwin = 0;
 760         if (recvwin < (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt))
 761                 recvwin = (long)(tp->rcv_adv - tp->rcv_nxt);
 762         if (recvwin > (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale)
 763                 recvwin = (long)TCP_MAXWIN << tp->rcv_scale;
 764         th->th_win = htons((u_short) (recvwin>>tp->rcv_scale));
 765
 766         /*
 767          * Adjust the RXWIN0SENT flag - indicate that we have advertised
 768          * a 0 window.  This may cause the remote transmitter to stall.  This
 769          * flag tells soreceive() to disable delayed acknowledgements when
 770          * draining the buffer.  This can occur if the receiver is attempting
 771          * to read more data then can be buffered prior to transmitting on
 772          * the connection.
 773          */
 774         if (recvwin == 0)
 775                 tp->t_flags |= TF_RXWIN0SENT;
 776         else
 777                 tp->t_flags &= ~TF_RXWIN0SENT;
 778
 779         if (SEQ_GT(tp->snd_up, tp->snd_nxt)) {
 780                 th->th_urp = htons((u_short)(tp->snd_up - tp->snd_nxt));
 781                 th->th_flags |= TH_URG;
 782         } else {
 783                 /*
 784                  * If no urgent pointer to send, then we pull
 785                  * the urgent pointer to the left edge of the send window
 786                  * so that it doesn't drift into the send window on sequence
 787                  * number wraparound.
 788                  */
 789                 tp->snd_up = tp->snd_una;               /* drag it along */
 790         }
 791
 792         /*
 793          * Put TCP length in extended header, and then
 794          * checksum extended header and data.
 795          */
 796         m->m_pkthdr.len = hdrlen + len; /* in6_cksum() need this */
 797         if (isipv6) {
 798                 /*
 799                  * ip6_plen is not need to be filled now, and will be filled
 800                  * in ip6_output.
 801                  */
 802                 th->th_sum = in6_cksum(m, IPPROTO_TCP, sizeof(struct ip6_hdr),
 803                                        sizeof(struct tcphdr) + optlen + len);
 804         } else {
 805                 m->m_pkthdr.csum_flags = CSUM_TCP;
 806                 m->m_pkthdr.csum_data = offsetof(struct tcphdr, th_sum);
 807                 if (len + optlen)
 808                         th->th_sum = in_addword(th->th_sum,
 809                                                 htons((u_short)(optlen + len)));
 810
 811                 /* IP version must be set here for ipv4/ipv6 checking later */
 812                 KASSERT(ip->ip_v == IPVERSION,
 813                     ("%s: IP version incorrect: %d", __func__, ip->ip_v));
 814         }
 815
 816         /*
 817          * In transmit state, time the transmission and arrange for
 818          * the retransmit.  In persist state, just set snd_max.
 819          */
 820         if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) || !callout_active(tp->tt_persist)) {
 821                 tcp_seq startseq = tp->snd_nxt;
 822
 823                 /*
 824                  * Advance snd_nxt over sequence space of this segment.
 825                  */
 826                 if (flags & (TH_SYN | TH_FIN)) {
 827                         if (flags & TH_SYN)
 828                                 tp->snd_nxt++;
 829                         if (flags & TH_FIN) {
 830                                 tp->snd_nxt++;
 831                                 tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 832                         }
 833                 }
 834                 tp->snd_nxt += len;
 835                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt, tp->snd_max)) {
 836                         tp->snd_max = tp->snd_nxt;
 837                         /*
 838                          * Time this transmission if not a retransmission and
 839                          * not currently timing anything.
 840                          */
 841                         if (tp->t_rtttime == 0) {
 842                                 tp->t_rtttime = ticks;
 843                                 tp->t_rtseq = startseq;
 844                                 tcpstat.tcps_segstimed++;
 845                         }
 846                 }
 847
 848                 /*
 849                  * Set retransmit timer if not currently set,
 850                  * and not doing a pure ack or a keep-alive probe.
 851                  * Initial value for retransmit timer is smoothed
 852                  * round-trip time + 2 * round-trip time variance.
 853                  * Initialize shift counter which is used for backoff
 854                  * of retransmit time.
 855                  */
 856                 if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 857                     tp->snd_nxt != tp->snd_una) {
 858                         if (callout_active(tp->tt_persist)) {
 859                                 callout_stop(tp->tt_persist);
 860                                 tp->t_rxtshift = 0;
 861                         }
 862                         callout_reset(tp->tt_rexmt, tp->t_rxtcur,
 863                                       tcp_timer_rexmt, tp);
 864                 }
 865         } else {
 866                 /*
 867                  * Persist case, update snd_max but since we are in
 868                  * persist mode (no window) we do not update snd_nxt.
 869                  */
 870                 int xlen = len;
 871                 if (flags & TH_SYN)
 872                         ++xlen;
 873                 if (flags & TH_FIN) {
 874                         ++xlen;
 875                         tp->t_flags |= TF_SENTFIN;
 876                 }
 877                 if (SEQ_GT(tp->snd_nxt + xlen, tp->snd_max))
 878                         tp->snd_max = tp->snd_nxt + xlen;
 879         }
 880
 881 #ifdef TCPDEBUG
 882         /*
 883          * Trace.
 884          */
 885         if (so->so_options & SO_DEBUG)
 886                 tcp_trace(TA_OUTPUT, tp->t_state, tp, mtod(m, void *), th, 0);
 887 #endif
 888
 889         /*
 890          * Fill in IP length and desired time to live and
 891          * send to IP level.  There should be a better way
 892          * to handle ttl and tos; we could keep them in
 893          * the template, but need a way to checksum without them.
 894          */
 895         /*
 896          * m->m_pkthdr.len should have been set before cksum calcuration,
 897          * because in6_cksum() need it.
 898          */
 899         if (isipv6) {
 900                 /*
 901                  * we separately set hoplimit for every segment, since the
 902                  * user might want to change the value via setsockopt.
 903                  * Also, desired default hop limit might be changed via
 904                  * Neighbor Discovery.
 905                  */
 906                 ip6->ip6_hlim = in6_selecthlim(inp,
 907                     (inp->in6p_route.ro_rt ?
 908                      inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 909
 910                 /* TODO: IPv6 IP6TOS_ECT bit on */
 911                 error = ip6_output(m, inp->in6p_outputopts, &inp->in6p_route,
 912                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, NULL, inp);
 913         } else {
 914                 struct rtentry *rt;
 915                 ip->ip_len = m->m_pkthdr.len;
 916 #ifdef INET6
 917                 if (INP_CHECK_SOCKAF(so, AF_INET6))
 918                         ip->ip_ttl = in6_selecthlim(inp,
 919                             (inp->in6p_route.ro_rt ?
 920                              inp->in6p_route.ro_rt->rt_ifp : NULL));
 921                 else
 922 #endif
 923                         ip->ip_ttl = inp->inp_ip_ttl;   /* XXX */
 924
 925                 ip->ip_tos = inp->inp_ip_tos;   /* XXX */
 926                 /*
 927                  * See if we should do MTU discovery.
 928                  * We do it only if the following are true:
 929                  *      1) we have a valid route to the destination
 930                  *      2) the MTU is not locked (if it is,
 931                  *         then discovery has been disabled)
 932                  */
 933                 if (path_mtu_discovery &&
 934                     (rt = inp->inp_route.ro_rt) && (rt->rt_flags & RTF_UP) &&
 935                     !(rt->rt_rmx.rmx_locks & RTV_MTU))
 936                         ip->ip_off |= IP_DF;
 937
 938                 error = ip_output(m, inp->inp_options, &inp->inp_route,
 939                     (so->so_options & SO_DONTROUTE), NULL, inp);
 940         }
 941         if (error) {
 942
 943                 /*
 944                  * We know that the packet was lost, so back out the
 945                  * sequence number advance, if any.
 946                  */
 947                 if (!(tp->t_flags & TF_FORCE) ||
 948                     !callout_active(tp->tt_persist)) {
 949                         /*
 950                          * No need to check for TH_FIN here because
 951                          * the TF_SENTFIN flag handles that case.
 952                          */
 953                         if (!(flags & TH_SYN))
 954                                 tp->snd_nxt -= len;
 955                 }
 956
 957 out:
 958                 if (error == ENOBUFS) {
 959                         /*
 960                          * If we can't send, make sure there is something
 961                          * to get us going again later.  Persist state
 962                          * is not necessarily right, but it is close enough.
 963                          */
 964                         if (!callout_active(tp->tt_rexmt) &&
 965                             !callout_active(tp->tt_persist)) {
 966                                 tp->t_rxtshift = 0;
 967                                 tcp_setpersist(tp);
 968                         }
 969                         tcp_quench(inp, 0);
 970                         return (0);
 971                 }
 972                 if (error == EMSGSIZE) {
 973                         /*
 974                          * ip_output() will have already fixed the route
 975                          * for us.  tcp_mtudisc() will, as its last action,
 976                          * initiate retransmission, so it is important to
 977                          * not do so here.
 978                          */
 979                         tcp_mtudisc(inp, 0);
 980                         return 0;
 981                 }
 982                 if ((error == EHOSTUNREACH || error == ENETDOWN) &&
 983                     TCPS_HAVERCVDSYN(tp->t_state)) {
 984                         tp->t_softerror = error;
 985                         return (0);
 986                 }
 987                 return (error);
 988         }
 989         tcpstat.tcps_sndtotal++;
 990
 991         /*
 992          * Data sent (as far as we can tell).
 993          * If this advertises a larger window than any other segment,
 994          * then remember the size of the advertised window.
 995          * Any pending ACK has now been sent.
 996          */
 997         if (recvwin > 0 && SEQ_GT(tp->rcv_nxt + recvwin, tp->rcv_adv))
 998                 tp->rcv_adv = tp->rcv_nxt + recvwin;
 999         tp->last_ack_sent = tp->rcv_nxt;
1000         tp->t_flags &= ~TF_ACKNOW;
1001         if (tcp_delack_enabled)
1002                 callout_stop(tp->tt_delack);
1003         if (sendalot)
1004                 goto again;
1005         return (0);
1006 }
1007
1008 void
1009 tcp_setpersist(tp)
1010         struct tcpcb *tp;
1011 {
1012         int t = ((tp->t_srtt >> 2) + tp->t_rttvar) >> 1;
1013         int tt;
1014
1015         if (callout_active(tp->tt_rexmt))
1016                 panic("tcp_setpersist: retransmit pending");
1017         /*
1018          * Start/restart persistance timer.
1019          */
1020         TCPT_RANGESET(tt, t * tcp_backoff[tp->t_rxtshift],
1021                       TCPTV_PERSMIN, TCPTV_PERSMAX);
1022         callout_reset(tp->tt_persist, tt, tcp_timer_persist, tp);
1023         if (tp->t_rxtshift < TCP_MAXRXTSHIFT)
1024                 tp->t_rxtshift++;
1025 }